Neuroanatomia y Neurofisiologia del Aprendizaje.pdf

MAESTRÍA EN DOCENCIA UNIVERSITARIA E INVESTIGACIÓN PED PEDAGÓGICA AGÓGICA

Neuroanatomía y Neuroanatomía Neurofisiología Neur ofisiología del Aprendizaje Aprendizaje Mg. Manu Manuel el A. Alva Olivos Olivos

MAESTRÍA EN DOCENCIA UNIVERSITARIA E INVESTIGACIÓN PEDAGÓGICA

La aparición de las nuevas técnicas de neuroimagen

Mg. Manuel Alva Olivos Olivos


Resonancia magnética nuclear funcional (RMNF): La imagen por resonancia magnética funcional es un procedimiento clínico y de investigación que permite mostrar en imágenes las regiones cerebrales que ejecutan una tarea determinada. El procedimiento se realiza en el mismo resonador utilizado para los exámenes de diagnóstico, por ejemplo para una rodilla, pero con modificaciones especiales del software y del hardware

Tomografía axial computada (TAC): La tomografía axial computarizada (TAC), o tomografía computarizada (TC), también denominada escáner, es una técnica de imagen médica que utiliza radiación X para obtener cortes o secciones de objetos anatómicos con fines diagnósticos.



Tomografía por emisión de positrones (PET): La Tomografía por Emisión de Positrones es una técnica no invasiva de diagnóstico e investigación ¨in vivo¨ por imagen capaz de medir la actividad metabólica del cuerpo humano.

Tomografía computada por emisión de fotón único (SPECT): Es una técnica médica de tomografía que utiliza rayos gamma. Es muy parecida a una radiografía, pero utiliza una cámara sensible a los rayos gamma y no a los rayos X. Como en una radiograf radiografía, ía, cada uno de las imágenes que se obtienen es bidimensional, pero pueden combinarse muchas imágenes tomadas desde distintas posiciones alrededor del paciente para para obtener una imagen tridimensional.



Magneto encefalógr encefalógrafo: afo: La Magnetoencefalografía (MEG) es una técnica no invasiva que registra la actividad funcional cerebral, mediante la captación de campos magnéticos, permitiendo investigar las relaciones entre las estructuras cerebrales y sus funciones. funciones .

Electroencefalógrafo de 256 canales: La llegada de los sistemas de 256 canales produce un verdadero avance ya que este sistema permite el registro simultáneo de toda la superficie cerebral y de estructuras profundas.



Neuroplasticidad Cerebral La neuroplasticidad es la capacidad que tiene nuestro cerebro para modificarse a sí mismo. A nuestra generación siempre se le ha enseñado que, debido a que las neuronas son células especializadas que no se reproducen, a nuestro cerebro, una vez que alcanzaba la madurez, solo le quedaba ir menguando o en el mejor de los casos mantenerse. Hoy sabemos que felizmente eso no es así.

Hoy en día, los descubrimientos sobre neurogénesis, es decir la generación de nuevas neuronas a lo largo de toda nuestra vida hasta en edades avanzadas, han demostrado que ciertas células madre migran hacia los hipocampos y se transforman en neuronas. Aunque los descubrimientos descubrimientos realizados hasta ahora dicen que las las cantidades en que se regeneran son muy limitadas, ya que la mayoría de las células madre que durante el desarrollo del cerebro son responsables de la gener generación ación de los distintos tipos de neuronas hasta alcanzar la cifra de 100.000 millones, se quedan inactivas por razones que se desconocen.





Neuroplasticidad Cerebral La principal forma en que nuestro cerebro se desarrolla a lo largo de toda nuestra vida es por la generación de conexiones sinápticas. Cada segundo se producen miles de nuevas conexiones sinápticas, formando nuevas redes neuronales o fortaleciendo otras ya existentes. Por esta razón, cada segundo que pasa nuestro cerebro es literalmente diferente

Santiago Ramón y Cajal fue el primero en describir a las neuronas como células individuales que no eran parte de un tejido conjuntivo, sino que estaban separadas unas de otras por un espacio llamado sináptico y que se comunicaban entre sí por conexiones electroquímicas electroquí micas llamadas sinapsis. Las neuronas están compuestas por un cuerpo celular, una extremidad llamada axón, que es el emisor de la información mediante neurotransmisores químicos o eléctricos y una gran cantidad de dendritas que son las que reciben la información de los axones de otras células. Cada una de estas células pueden comunicarse con otras 10.000 neuronas a la vez mediante conexiones entre los terminales axónicos (emisores) y las espinas dendríticas (receptoras).





Neuroplasticidad Cerebral Cada estímulo que recibimos del exterior, mediante nuestra percepción sensorial, o de nuestro interior, mediante el pensamiento, produce un cambio en nuestro cerebro mediante la generación de una nueva conexión sináptica.

Estas conexiones forman redes neuronales, llamadas redes hebbianas, que constituyen la base del aprendizaje. Cuando una nueva información es percibida por nuestros sentidos, es transmitida desde una neurona a otra, recorriendo un camino que forma una red neuronal y que a su vez se conecta con otras redes relacionadas y que se graban en nuestra nuestra memoria. Cada vez que evocamos evocamos un recuerdo, recuerdo, activaremos esa red red neuronal así como todas las asociadas.

Cuando estas redes se usan habitualmente, se fortalecen, en un proceso que se llama potenciación a largo plazo, haciéndose más fácil el acceso a la información que guardan. Cuando no se usan se van debilitando debilitando hasta desaparecer, desaparecer, en un proceso que que se llama depresión a largo plazo. El proceso de neuroplasticidad consiste en la constante aparición de nuevas redes y la desaparición de otras.



Neuroplasticidad Cerebral












La Teorí eoría a del Cere Cerebro bro Triu riuno no

En la década de 1950, Paul MacLean desarrolló la teoría del cerebro triuno. Sus investigaciones sugieren que nuestro cerebro se desarrolló incorporando cada vez funciones más complejas, sin embargo en lugar de integrar las funciones más primitivas en el resto del cerebro, estas funciones continuaron siendo gestionadas por la estructura más antigua ya que era la que estaba altamente especializada en gestionar dichas funciones.



La Teorí eoría a del Cere Cerebro bro Triu riuno no

Algunos detractores de esta teoría afirman que no se puede simplif simplificar icar el funcionamiento del cerebro a esta estructuración, debido a que, por ejemplo, no se puede entender un cerebro cognitivo sin su aspecto emocional y viceversa. Sin embargo, la teoría en ningún momento afirma que una parte del cerebro cerebro actúa independientemente de la la otra, sino que es una forma forma de estructurar el cerebro para poder entender su funcionamiento, basada en su desarrollo evolutivo y en la complejidad de sus funciones y que para nada excluye que el cerebro funcione en red mediante la interacción de todas y cada una de sus estructuras.



La teoría de MacLean dice que el cerebro se puede dividir en tres estructuras principales, según la complejidad de sus funciones:



Los tres cerebros se desarrollaron en forma de capa uno por encima del otro.

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1 •

2 •

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El cerebro instintivo o reptiliano , que compartimos básicamente con el resto de los reptiles.

compart imos con la El cerebro límbico o mamífero , que compartimos mayoría de los mamíferos.

que , aunque lo El cerebro cognitivo-ejecutivo o cerebro humano que, poseen otros animales de forma forma poco evolucionada, evolucionada, se puede decir que es el que nos hace humanos por el desarrollo que alcanzó en el homo sapiens-sapiens, sapiens-sapiens , hace unos 150.000 años, según los antropólogos.





El cerebro instintivo o reptiliano




Está compuesto por el tallo cerebral, los ganglios basales y el sistema reticular y ocupa el 5% de la masa cerebral. Su función principal, al igual que en el resto de las especies, es asegurar nuestra supervivencia y la de la especie. Esta área cerebral no entiende de pasado o futuro, sólo vive el presente y así reacciona. Actúa como primer filtro de la información que percibimos del medio ambiente. Su función es actuar y ante posibles amenazas sólo tiene dos tipos de respuesta: ataque o huida. Es el responsable de nuestra resistencia al cambio ya que evalúa a lo conocido como seguro y a lo desconocido como peligroso para la supervivencia.








El cerebro límbico o mamífero




Con la aparición apar ición de este cerebro, aparece la capacidad de aprender y modelar las respuestas automáticas pro-supervivencia y por lo tanto memorizar nuevas respuestas para poder utilizarlas en situaciones futuras semejantes. Es decir procesa experiencias presentes y pasadas. Un reptil nace con todo lo necesario para sobrevivir y su capacidad de aprendizaje es muy limitada. Sin embargo un gatito nace sin saber cazar y es el aprendizaje aprendizaje lo que le permitirá permitirá sobrevivir sobrevivir..

Funciona como segundo filtro de la información que ingresa a nuestro cerebro evaluando los estímulos en dos grupos:



El cerebro límbico o mamífero , el dolor lo considera malo para la supervivencia supervivenci a y el placer Dolor o placer como bueno para la misma. A diferencia del cerebro instintivo, instinti vo, el cerebro emocional es adaptable y por lo tanto acepta ace pta situaciones o estímulos nuevos, a los que evalúa como placer place r o dolor. Cada vez que experimentemos dolor o placer, nuestro cerebro límbico buscará la causa y la guardará en la memoria. Estos aprendizajes no son nunca fijos o indelebles, aunque cuando se asocian a dolores o placeres muy intensos son muy difíciles de modificar y nos llevará a lo que llamamos conductas de acercamiento cuando los estímulos estén relacionados con el placer y de alejamiento o lucha cuando estén relacionados con el dolor . En todos los casos, en términos de esta codificación en la memoria, cuando hablamos de placer no hablamos de felicidad, sino de si es garantía de supervivencia y en el e l caso del dolor dolor,, peligroso para la supervivencia. super vivencia. La información percibida por p or nuestros sentidos tarda 125 milisegundos en llegar a este sistema, recuerda este dato porque será muy importante para comprender nuestras reacciones emocionales. Mg. Manuel Alva Olivos Olivos


El cerebro límbico o mamífero Está constituido por 6 estructuras y ocupa el 10% de la masa cerebral 1

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El tálamo

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La amígdala (emociones)

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El hipotálamo

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Los bulbos olfatorios

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La región septal

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Hipocampo (memoria)









El cerebro cognitivo-ejecutivo o cerebro humano












El cognitivo-ejecutivo o cerebro humano

Es la parte par te más desarrollada del cerebro cerebro y en los seres humanos es la que nos diferenci diferencia a del resto de los animales. Su función cognitivaejecutiva hace referencia a la capacidad de procesar la información de forma consciente. Ocupa el 85% de la masa cerebral, no obstante el cerebro instintivo y el cerebro límbico, a pesar de ocupar sólo un 15% de nuestro cerebro tienen una influencia enorme en nuestra actividad cerebral debido a que son los primeros en evaluar los estímulos percibidos – ¿recuerdas los 125 milisegundos?-. milisegundos?-. El cerebro cognitivo, cognitivo, se enciende siempre después de los cerebros anteriores, anteriores , la información tarda 375 milisegundos más en llegar a esta estructura cerebral, y es de acción lenta ya que consume mucha energía.



El cognitivo-ejecutivo o cerebro humano Es donde se llevan a cabo los procesos intelectuales superiores, el desarrollo social, el proceso racional de entendimiento y análisis, la planificación y la habilidad de procesar experiencias futuras y la creatividad mediante la imaginación. En él se encuentra la parte que nos hace realmente humanos y ésta son los lóbulos pre-frontales y está estructurado en dos hemisferios, el hemisferio izquierdo está asociado con el razonamiento lógico, el análisis, la descomposición de un todo en partes y el lenguaje y el hemisferio hemisferio derecho está asociado a la creatividad, la imaginación, los procesos asociativos globales, las relaciones espaciales espaciales y al proceso de las emociones























El proceso cerebral del aprendizaje Desde el punto de vista neurocientífico, el aprendizaje se puede definir como cualquier variación en las redes sinápticas, producida por la percepción de nuevos estímulos del mundo exterior – información información teórica, práctica o experiencias de vida- o desde el mundo interior -mediante el pensamiento- que produzca cambios en el comportamiento y/o en el pensamiento. A través del aprendizaje y la memoria vamos construyendo nuestro mundo interior (nuestro yo) y a través de él evaluamos la realidad exterior. exterior. La etapa de nuestra vida con mayor producción de sinapsis se produce cuando somos niños, entre los 3 y los 10 años. Por lo que los ambientes enriquecidos en esa etapa son fundamentales para el desarrollo cognitivo de las personas. Mg. Manuel Alva Olivos Olivos


El proceso cerebral del aprendizaje Cada segundo se producen en el cerebro aproximadamente un millón de sinapsis formando nuevas redes neuronales y borrando otras. De hecho, cada vez que evocamos un recuerdo o analizamos mentalmente una información, borramos la red red sináptica anterior y grabamos grabam os en su lugar una nue nueva va reafirmando ciertos aspectos de la información, informac ión, debili debilitando tando otros, y/o agregando nuevos datos a la red neuronal. Esto significa que cada instante que pasa nuestro cerebro cambia y literalmente es diferente a como era en el instante anterior. “El aprendizaje se puede definir como cualquier variación en las redes sinápticas que produzca cambios en el comportamiento o en el pensamiento”



El proceso cerebral del aprendizaje Para que pueda producirse el aprendizaje es necesario al menos la ejecución de tres procesos cerebrales llamados dispositivos básicos del aprendizaje (DBA) y que son:

La atención

La motivación

La memoria



¿Cómo se produce produce el aprendizaje? aprendizaje?



El proceso cerebral del aprendizaje



Existen 2 tipos de Aprendizaje

Aprendizaje implícito Aprendizaje implícito o emocional Es automático, rápido y se produce de forma no consciente, es básicamente emocional y duradero, se aloja en la memoria a largo plazo y es muy difícil de modificar o eliminar. Requiere muy poco gasto energético y atención – tanto tanto selectiva como no selectiva-. Clasifica los estímulos como beneficiosos o peligrosos para la supervivencia.







Aprendizaje explícito Aprendizaje explícito o cognitivo-ejecu cognitivo-ejecutivo tivo Este aprendizaje es voluntario y requiere atención selectiva sostenida consciente. Es difícil de retener y exige mucho esfuerzo y gasto energético además de procesos procesos como la repetición, repetición, el repaso, relacionarlo con otros conocimientos previos, etc etc.. La cognición es la capacidad de nuestro cerebro de procesar y utilizar la información recogida por los sentidos.






Como se ordena la información en nuestro cerebro El proceso de ordenación de la información en nuestro cerebro no funciona como una biblioteca, donde se coloca un libro ordenado por temas, pero sigue siendo un libro con su información independiente. Toda información que entra en nuestro cerebro a través de nuestros sentidos es incorporada a una red neuronal ya existente o bien crea una nueva, formando modelos o bloques de información que inmediatamente se relacionan con otras redes.

La ventaja de los modelos mentales, o bloques de información, es que se sistematiza el acceso a ellos. Esto nos permite reaccionar rápidamente y con un muy escaso gasto de energía. Sin embargo, tienen una desventaja, ya que si bien permiten una fácil utilización, es muy difícil poder entrar en sus estructuras y modificarlos internamente.



Como se ordena la información en nuestro cerebro

Estos bloques de información pueden ser llamados por su título o por la activación de una parte de ellos . Por ejemplo, cuando nos mencionan el nombre de una persona que conocemos – su su título-, nuestro cerebro activará toda la red neuronal o bloque de información relacionado con esa persona. Pero también si oímos la voz de esa persona -una parte de la red neuronal-, inmediatamente se activará toda la red que nos traerá mentalmente el bloque de información relacionado con esa persona. Es como si tocando cualquier parte del conjunto de redes relacionadas, encendiéramos un interruptor que activara todas las neuronas que conforman la red.




¿Qué es el compromiso compromiso emocional emocional?? El compromiso emocional es el grado con que una emoción se asocia a un estímulo. Cuando un estímulo es percibido por nuestros sentidos recorre un camino por nuestro cerebro que, antes de llegar al área más evolucionada del mismo, donde se analiza la información de forma objetiva, los lóbulos pre frontales, pasa por la amígdala, donde el estímulo es evaluado por las llamadas fuerzas , es decir, el cerebro evalúa si el estímulo puede traernos una placer-dolor recompensa positiva para nuestra supervivencia y por lo tanto provocarnos placer o o por el contrario si puede ser peligroso para nuestra supervivencia y por lo tanto provocarnos dolor , y se produce una emoción asociada a la evaluación.



Como se ordena la información en nuestro cerebro ¿Qué es el compromiso compromiso emocional? Por ejemplo, si volvemos al ejemplo del perro, cuando éste nos muerde, nuestra amígdala evaluará la experiencia como peligrosa y se producirá una o más emociones -procesos bioquímicos- relacionados con el estímulo, como por ejemplo: susto, miedo o aversión. Dependiendo del dolor y demás circunstancias que rodeen a nuestra experiencia, así será el grado en que dichas emociones se asociarán al estímulo y por lo tanto el compromiso emocional con que se grabará en nuestra memoria. Luego nuestro cerebro lógico ordenará la información, registrando que los perros desconocidos muerden, o como te comenté antes, incluso puede generalizar, registrando que todos los perros son peligrosos. Estos bloques de información tienen una estructura que conforma un modelo mental o creencia a la que se va asociando nueva información, pero siempre manteniendo la misma estructura lógica.





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