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Eric Jensen · Sherley G. Feinstein · Pamela Nevills
Abigail Norfleet James · Michael A. Scaddan
Robert Sylwester · Marcia L. Tate

Traducción: Sara Alcina Zayas
Cubierta: Marta Tapias
Fotografía de la cubierta: ©dileep/YAY Micro/age fotostock

ISBN papel: 978-84-277-2036-7
ISBN ePdf: 978-84-277-2029-9
ISBN ePub: 978-84-277-2243-9

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1. La fisiología del cerebro. David A. Sousa
Partes externas del cerebro. Partes internas del cerebro. El desarrollo neuronal en los niños. El cerebro, un apasionado de las novedades. Estrategias didácticas.

2. El cerebro del niño. Robert Sylwester
El sistema de las neuronas espejo. Dominar el movimiento. Movimientos y cambios psicológicos.

3. El cerebro del adolescente. Sheryl G. Feinstein
Cómo captar la atención de los adolescentes. Trastorno de Hiperactividad y Déficit de Atención. Cómo deshacerse de las viejas costumbres didácticas. Haciendo del mundo un lugar mejor. La mente adolescente. Coordinación de los procesos cognitivos. Un feedback positivo alimenta el aprendizaje. Organización versus Opresión. Técnicas de memoria. Estrategias didácticas.

4. El cerebro alfabetizado. Pamela Nevills
El aprendizaje y los buenos lectores. Comprensión lectora. Los sistemas de filtrado cerebral. Implicaciones didácticas.

5. El cerebro aritmético. David A. Sousa
Desarrollo de las estructuras conceptuales en los estudiantes. Cómo enfrentarse a la multiplicación. El impacto del lenguaje en el aprendizaje de la multiplicación.

6. El cerebro masculino y el cerebro femenino. Abigail Norfleet James
Modalidades de aprendizaje. Los grupos de trabajo: dimensiones. El esfuerzo es la medida del éxito. Trastornos del aprendizaje. Resumir versus analizar. Estrategias didácticas.

7. El cerebro con necesidades especiales. Eric Jensen
El sistema operativo social del cerebro: áreas implicadas y estrategias. El sistema operativo académico del cerebro: áreas implicadas y estrategias.

8. Cómo aquietar y serenar el cerebro. Michael A. Scaddan
Estrés y aprendizaje. Actitudes del educador. Evaluación basada en el funcionamiento del cerebro.

9. Cómo estimular el cerebro. Marcia L. Tate
Establecer vínculos con la vida real: el qué enseñamos. Marco teórico: el porqué enseñamos. Aplicación en el aula: el cómo enseñamos. Estrategias didácticas.

10. El cerebro y la concentración. Marcia L. Tate
Definir las estrategias. Actividades didácticas: los organizadores gráficos. Estrategias didácticas.

11. Cómo dinamizar el cerebro. Eric Jensen
La música y el aprendizaje. Cómo insuflar energía en el aula y en los alumnos. Conclusión.

DESDE HACE AÑOS TRABAJO EN LA COMPLEJA Y APASIONANTE tarea de acercar el mundo de la neurociencia a la escuela. Con ese fin escribí El cerebro infantil: la gran oportunidad y La inteligencia ejecutiva. Si lo hacemos bien, podemos llevar a cabo una fantástica y pacífica revolución educativa. Felicito, pues, a la editorial NARCEA por publicar este libro en castellano. Estoy seguro de que, por la calidad y claridad de sus contenidos, será de gran utilidad para docentes y para personas interesadas en la educación.

No está siendo fácil unir la neurología y la pedagogía. Todo el mundo comprende que tienen muchas cosas en común, pero ambas disciplinas responden a distintos intereses y, sobre todo, a diferentes metodologías, técnicas y conceptualizaciones. En el año 2002, la OCDE presentó un documento titulado Understanding the brain, en el que se afirmaba que la educación estaba aún en una etapa precientífica y que convenía preguntarse si las neurociencias podían ayudar a elevarla a un estatus científico. A la vista de que uno de cada seis alumnos dice que odian la escuela, los autores se preguntaban: ¿estaremos estableciendo una escuela “hostil al cerebro”? Tres años después, se constituyó la International Mind, Brain, and Education Society (IMBES). Su objetivo es la creación de una ciencia transdisciplinar, construida sobre los conocimientos de la neurociencia, la psicología y la educación. Publica una revista con el mismo título: Mind, Brain, and Education. Además, se ha producido una abundante bibliografía sobre “cómo enseñar pensando en el cerebro”, “brain-based learning”, “neurodidáctica” o “neuroeducación”, motivada en parte porque la aplicación de la neurología en múltiples dominios se ha puesto de moda.

Pero los lenguajes de la ciencia neurológica y de la práctica pedagógica están aún demasiado alejados. Dos expertas, Sarah-Jayne Blakemore y Uta Frith señalan que los avances de la neurociencia no han tenido todavía aplicación educativa. Según John T. Bruer, otro experto, hay que construir los puentes entre neurociencia y educación, pues todavía no existen, y considera que son los “psicólogos cognitivos” los que están en mejores condiciones para hacerlo. Además, muchos científicos se quejan de que se ha producido una industria de la brain-based education, basada en neuromitos y no en datos científicos, y algunos llegan a afirmar que si no se precisa el modo de colaboración entre neurociencia y educación, todos estos movimientos pueden quedarse como una nota a pie de página en la historia de la educación.

Paul Howard-Jones, de la Universidad de Bristol, ha señalado que la neurociencia y la educación han ido hasta ahora por caminos diferentes. Pone como ejemplo de esta dualidad la teoría de las inteligencias múltiples, a la que los educadores dan mucha importancia, pero que, según él, no tiene fundamento neurocientífico.

Afortunadamente, en los últimos años se ha trabajado mucho para salvar esa brecha entre la ciencia y la práctica en el aula, con rigor y eficiencia. Una buena prueba es este libro dirigido por David A. Sousa, un autor con merecido prestigio en estos temas. El objetivo de todos los participantes es aprovechar la neurociencia para mejorar el aprendizaje. Por eso, incluyen en sus capítulos “estrategias didácticas” fácilmente aplicables. Esto es lo que necesitamos. Se trata de enseñar a los docentes a educar “pensando en el cerebro” y que así puedan comprobar su eficacia. Sólo conociendo, por ejemplo, los mecanismos de la atención o de la memoria, podremos mejorar nuestros procedimientos didácticos. Sabemos que las nuevas tecnologías están cambiando la gestión del cerebro, y debemos saber si lo hacen de una manera beneficiosa o no.

Nuestros alumnos tienen una gran habilidad para buscar y manejar información, una gran destreza para realizar simultáneamente muchas tareas, pero tienen dificultades para comprender textos largos. Como indica uno de los autores, para paliar este problema se ha propuesto que los centros de educación secundaria dediquen al menos una hora a tareas de investigación que requieran el empleo de soportes impresos y complejos. Por otra parte, también las administraciones educativas tienen que aprovechar los conocimientos científicos. Los autores llaman la atención sobre la gravedad de reducir las clases de arte y el ejercicio físico en los planes de secundaria en EEUU. En España está sucediendo lo mismo y por eso debemos sentirnos implicados en el problema.

En el libro se tratan temas de extraordinaria importancia educativa: el aprendizaje de la comprensión lectora, la construcción del cerebro matemático, o el capítulo dedicado al cerebro adolescente. La neurociencia nos indica que en la adolescencia se lleva a cabo un profundo rediseño del cerebro, lo que hace posible una segunda edad de oro del aprendizaje.

Como dice Linda Spears, una neuróloga especializada en esta edad, “la adolescencia es tal vez la última oportunidad para que una persona ‘tunee’ su cerebro”, es decir, decida cómo quiere organizarlo. Es evidente que este hecho debe hacer cambiar nuestro modo de pensar en la educación de los adolecentes.

Poco a poco, vamos sabiendo responder a preguntas que antes no tenían respuesta: ¿Es verdad que hay períodos críticos para aprender?¿Qué ocurre si no se aprovechan?¿Cómo aprenden los niños sobre el mundo y sobre los demás?¿Es necesario o útil un entorno enriquecido?¿Es eficaz enseñar a escribir a los cinco años?¿Cuáles son los trastornos del aprendizaje más frecuentes basados en problemas neurológicos: autismo, dislexia, hiperactividad, discalculia? ¿Podemos aprender a activar ciertas funciones o estados del cerebro: la atención, la motivación, la creatividad, el control emocional, la resolución de problemas, la estimulación de las funciones ejecutivas, etc.? ¿Cómo está representado el conocimiento en el cerebro? ¿Qué conocimientos posee el cerebro del niño al nacer? ¿Hasta qué punto el cerebro tiene control sobre los procesos que median en su desarrollo y en la adquisición del conocimiento?

Ante nosotros se extiende un territorio maravilloso, al que les invito a entrar. Y una buena manera de hacerlo es leyendo este libro.

BLAKEMORE, S-J, y FRITH, U. (2007) Cómo aprende el cerebro, Ariel, Barcelona.

BRUER, J.T. (2008) “In Search of… Brain Based education”, en The Jossey-Bass Reader on The Brain and Learning, Wiley, San Francisco.

SPEAR, L. (2010) The Behavioral Neuroscience of Adolescence, Norton, Nueva York.

¿SIENTES CURIOSIDAD POR LA APLICACIÓN DE LA NEUROCIENCIA a la enseñanza y el aprendizaje? En ese caso este libro puede que sea el adecuado para ti. Desde hace más de dos décadas, educadores, psicólogos y neurocientíficos han estado explorando de qué forma se puede aplicar la enorme cantidad de información que hemos generado en torno al funcionamiento del cerebro humano, a la enseñanza y el aprendizaje. Poco a poco, esas aplicaciones han ido tomando forma.

Hoy en día, se ha establecido un nuevo campo de investigación, denominado neurociencia educativa (a la que también se hace referencia como mente, cerebro y educación), que se dedica, específicamente, a determinar las concomitancias entre la investigación neurocientífica y nuestro trabajo en los centros educativos y en el aula. Gracias a ello, muchos profesores en todo el mundo han empezado a revisar la didáctica, el currículo y la evaluación para adecuar su práctica escolar a dichos hallazgos.

Los profesores, los equipos docentes y los directivos de instituciones educativas siguen buscando nuevas formas de incluir las técnicas didácticas señaladas por la investigación neurocientífica. En este sentido, el presente libro pretende reunir a diversos autores que han sido capaces de traducir la investigación neurocientífica a una serie de estrategias didácticas, significativas a la par que rigurosas.

Dichos autores han escrito y publicado gran cantidad de libros muy populares en torno a la investigación cerebral. Algunas de esas obras se centran en los nuevos descubrimientos que existen en materia del crecimiento y desarrollo del cerebro. Otras han brindado estrategias afines a la investigación cerebral para todo tipo de experiencias educativas, incluyendo el aprendizaje de la lectura y del cálculo, la atención a alumnado con necesidades especiales o bien con altas capacidades, por ejemplo.

Si el lector apenas se está iniciando en la investigación cerebral y sus aplicaciones en pedagogía, puede que la ingente cantidad de publicaciones que existe sobre el tema le resulte abrumadora. Esa es la razón de ser del presente libro, que brinda una atractiva y variada selección de textos, diseñada para introducir al lector en los diversos trabajos de ocho respetados autores, redactados en un lenguaje llano, en torno a las aplicaciones de la neurociencia en diferentes entornos de enseñanza y de aprendizaje.

El libro esboza la panorámica actual en torno al concepto de neurociencia educativa a través de escritos de reconocidos expertos en el tema.

Para hacer que la lectura sea más sencilla, hemos dividido el libro en tres partes. La primera parte se centra en el cerebro en desarrollo, e incluye tres capítulos sobre las estructuras cerebrales, el movimiento y los misterios del cerebro adolescente.

La segunda parte aborda el cerebro en la escuela, e incluye capítulos sobre cómo aprende el cerebro a leer y a calcular, las diferencias existentes entre el cerebro femenino y el masculino, así como la comprensión de algunas necesidades sociales y académicas de los alumnos con dificultades de aprendizaje.

La tercera parte contiene una serie de valiosas estrategias didácticas válidas para todos los alumnos. Asimismo, incluye algunos capítulos sobre cómo reducir el estrés en el aula y favorecer la implicación, la concentración y el estímulo del alumno a nivel cerebral.

El capítulo 1, La fisiología del cerebro, presenta una visión global de algunas de las estructuras básicas del cerebro y sus funciones, todo ello en un formato y estilo sencillo y de fácil lectura. Debate los nuevos hallazgos que se han producido en materia de crecimiento y desarrollo cerebral (que son como ventanas abiertas que nos indican nuevas oportunidades de aprendizaje) y explica que, en materia de neuroeducación, las expectativas del alumno actual difieren en gran medida de las que tenían los alumnos de hace tan solo una década. Dichas expectativas plantean un significativo desafío para los profesores. El capítulo brinda algunas sugerencias para poder abordarlo.

Los seres humanos son criaturas móviles. Uno de los enormes desafíos que se plantean al enfrentarnos al cerebro del niño es dominar las redes fisiológicas y cognitivas que dirigen el movimiento en todas sus formas. El capítulo 2, El cerebro del niño, discute cómo se produce dicho proceso y qué pueden hacer los padres y los profesores de los alumnos más jóvenes para propiciar un desarrollo saludable y robusto de esas redes vitales.

Trabajar con adolescentes puede ser todo un desafío, a menudo a causa de las ideas erróneas que albergamos sobre ellos. Este valioso capítulo 3, El cerebro del adolescente, deconstruye algunos de los mitos más comunes acerca de este colectivo y discute cómo las distintas fases del desarrollo del cerebro afectan el crecimiento cognitivo, emocional y físico de los adolescentes. Ofrece un gran número de estrategias prácticas para captar y mantener su atención y hace hincapié en la importancia de las devoluciones durante los procesos de aprendizaje.

Una de las tareas más difíciles que pedimos que emprenda al cerebro del niño es la de aprender a leer. El capítulo 4, El cerebro alfabetizado, explica cómo el cerebro va construyendo una serie de caminos neuronales para decodificar la lectura. Además sugiere algunas estrategias de enseñanza y señala la importancia de vincular la lectura con la escritura, de identificar las áreas de formación de palabras para el desarrollo de un vocabulario rico, así como el abordaje de un planteamiento analítico de las palabras. Las estrategias se basan en la investigación e incluyen ejemplos prácticos para el aula.

Los niños nacen con un sentido de los números (la habilidad para deducir y reconocer que se han sumado o restado una serie de objetos de un grupo). Este sentido numeral se desarrolla a medida que el cerebro del niño va madurando y prosigue también durante el aprendizaje de la multiplicación, una operación difícil para gran parte de los alumnos. El capítulo 5, El cerebro aritmético, explica el desarrollo de las estructuras conceptuales del cerebro que están implicadas en el acto de calcular, y ofrece una serie de estrategias didácticas para ayudar a los niños a aprender con éxito a multiplicar.

Durante décadas, los padres y los educadores han debatido si el cerebro masculino y femenino aprenden de forma distinta. En el capítulo 6, El cerebro masculino y el cerebro femenino, el lector podrá analizar los resultados de las últimas investigaciones en torno a las diferencias de género y cómo dichas diferencias pueden afectar al aprendizaje. Ciertas estrategias de enseñanza pueden ser más eficaces con los chicos que con las chicas y viceversa. Este capítulo también examina de qué modo las necesidades especiales en materia de aprendizaje pueden manifestarse de forma distinta en función del género.

En el capítulo 7, El cerebro con necesidades especiales, analizamos el crecimiento y el desarrollo de los sistemas que operan en el cerebro social y académico. Los problemas que surgen en estos sistemas pueden provocar que los alumnos tengan dificultades de aprendizaje. Este capítulo ofrece cantidad de sugerencias para que los profesores ayuden a los alumnos a construir sus competencias sociales así como para que desarrollen un esquema mental que les sea de ayuda a la hora de superar los desafíos académicos.

El estrés tiene un impacto negativo en el aprendizaje, porque fuerza al cerebro a centrarse en lidiar con la causa de esa excitación. El capítulo 8, Cómo aquietar y serenar el cerebro, aporta una serie de técnicas de demostrado éxito que los profesores pueden emplear para rebajar el nivel de estrés de los alumnos y para hacer que aumente su motivación a la hora de aprender.

Si esperamos que los alumnos recuerden lo que aprenden, entonces el aprendizaje debe tener sentido y ser relevante. El capítulo 9, Cómo estimular el cerebro, ofrece numerosas estrategias que los profesores pueden emplear para vincular el aprendizaje con las experiencias del mundo real, mientras mantienen el interés de los alumnos y favorecen la retención de lo que van aprendiendo.

Actualmente, los alumnos están acostumbrados a interactuar constantemente con todo tipo de medios de comunicación visuales. En consecuencia, las herramientas visuales pueden ser un dispositivo didáctico muy potente para captar la atención de los alumnos y ayudarles a recordar lo que aprenden. El capítulo 10, El cerebro y la concentración, sugiere varios organizadores visuales muy eficaces que mejoran la comprensión y la retención de lo que se aprende.

Los resultados más recientes de la investigación neurocientífica han señalado que el movimiento mejora el flujo sanguíneo del cerebro, al tiempo que contribuye a que esté centrado e implicado en el aprendizaje. En el último capítulo, Cómo dinamizar el cerebro, veremos cómo la música y otras actividades dinámicas pueden insuflar energía en los alumnos y ayudarles a superar el aburrimiento y la fatiga.

Al final de algunos capítulos se incluyen varias “Estrategias didácticas”. Son herramientas de trabajo que los docentes pueden utilizar con provecho, tanto para afianzar los contenidos del capítulo cuanto para mejorar el aprendizaje de los alumnos.

La lectura de este libro proporcionará al lector una amplia panorámica de lo mucho que hemos aprendido acerca de la enseñanza y el aprendizaje en los últimos años, gracias a los avances en neurociencia. También le brindará una serie de importantes estrategias y técnicas que contribuirán a que sus alumnos gocen de un aprendizaje más participativo y exitoso. Por último, esperamos que su lectura constituya un acicate para leer otras obras de estos autores y así ir desarrollándose profesionalmente.

Los profesores tienen un significativo papel en el desarrollo cerebral de sus alumnos, por lo que, saber algo más sobre el tema puede ser un excelente revulsivo para su labor docente.

Los nuevos conocimientos que tenemos sobre el cerebro han propiciado, aunque aún de forma muy tenue, que empecemos a darnos cuenta de que ahora podemos entender al ser humano y, a fin de cuentas, entendernos a nosotros mismos, como nunca antes lo hemos hecho. Este es el gran avance actual, y muy probablemente el más importante de toda la historia de la humanidad.

LESLIE A. HART

Este capítulo presenta las estructuras básicas del cerebro humano y sus funciones. Analiza el crecimiento del cerebro en los jóvenes y algunos de los factores medioambientales que influyen en su desarrollo durante la adolescencia. Se plantea si el cerebro del alumno actual es compatible con las instituciones educativas de hoy y reflexiona en torno al impacto de la tecnología.

El cerebro del adulto es una masa húmeda y frágil que pesa poco más de tres kilos. Tiene más o menos el tamaño de un pequeño pomelo, la forma de una nuez y cabe en la palma de la mano. Metido en el cráneo y rodeado por membranas protectoras, se situa en lo alto de la columna vertebral. El cerebro funciona incesantemente, incluso durante el sueño. Aunque solo represente en torno al 2% del peso de nuestro cuerpo, ¡consume alrededor del 20% de nuestras calorías! Cuanto más pensamos, más calorías consumimos. Quizás esta pueda convertirse en la nueva dieta de moda. De hecho, podríamos modificar aquella famosa cita de Descartes que dice “pienso, luego existo” por “pienso, luego adelgazo”.

Durante siglos, quienes se ocuparon de la observación del cerebro han examinado cada rasgo del cerebro, diseminando nombres griegos y latinos para explicar lo que veían. Analizaron sus estructuras y funciones y generaron conceptos para explicar sus observaciones. Un concepto temprano dividía el cerebro en localizaciones: lóbulo frontal, cerebro mesencéfalo y metencéfalo.

Otra clasificación, propuesta por Paul MacLean (1990) en la década de 1960, describía la tríada cerebral según tres estados evolutivos: el reptiliano (bulbo raquídeo), paleo-mamífero (área límbica) y mamífero (lóbulos frontales).

Para lo que nos atañe, vamos a echarle un vistazo a las partes más grandes del exterior del cerebro (Figura 1.1). Después, observaremos el interior del cerebro y lo dividiremos en tres partes, basándonos en sus funciones generales: el bulbo raquídeo, el sistema límbico y el cerebro (Figura 1.2). También examinaremos la estructura de las células nerviosas del cerebro, denominadas neuronas.

Aunque las arrugas menores son únicas en cada cerebro, muchas de esas arrugas y de los pliegues mayores son comunes a todos los cerebros. Estos pliegues conforman un conjunto de cuatro lóbulos en cada hemisferio. Cada lóbulo tiende a especializarse en ciertas funciones.

Lóbulos frontales. En la parte delantera del cerebro están los lóbulos frontales, y la parte que queda justo detrás se denomina corteza prefrontal. A menudo se habla de ellos como centro del control ejecutivo. Dichos lóbulos se ocupan de la planificación y el pensamiento. Comprenden el centro de control racional y ejecutivo del cerebro, supervisando el pensamiento complejo, dirigiendo la resolución de problemas y regulando los excesos del sistema emocional. El lóbulo frontal también contiene el área de la voluntad propia (lo que algunos llaman “nuestra personalidad”). Un traumatismo en el lóbulo frontal puede provocar cambios dramáticos, y a veces permanentes en nuestra personalidad.

Dado que la mayor parte de nuestra memoria de trabajo se localiza allí, es el área donde se produce la concentración (Geday y Gjedde, 2009; E. E. Smith y Jonides, 1999). El lóbulo frontal madura lentamente. Los estudios basados en resonancias magnéticas de post-adolescentes revelan que el lóbulo frontal sigue madurando hasta la primera edad adulta. Por eso, la capacidad del lóbulo frontal para controlar los excesos del sistema emocional no se halla plenamente operativa durante la adolescencia (Dosenbach et al., 2010; Goldberg, 2001). Esta es una razón importante que explica por qué los adolescentes son más propensos a entregarse a sus emociones y a activar comportamientos de riesgo.

Lóbulos temporales. Bajo las orejas se hallan los lóbulos temporales, que se ocupan del sonido, la música, el reconocimiento de rostros y de objetos y algunas partes de la memoria a largo plazo. También acogen los centros del habla, aunque suelen alojarse solo en el lado izquierdo.

Lóbulos occipitales. Detrás se hallan el par de lóbulos occipitales, que se emplean casi exclusivamente para el procesamiento visual.

Lóbulos parietales. Cerca de la cima se hallan los lóbulos parietales, que se ocupan, principalmente, de la orientación espacial, del cálculo y de ciertos tipos de reconocimiento.

Entre los lóbulos parietales y los frontales hay dos bandas que cruzan la parte superior del cerebro y que van de oreja a oreja. La banda más próxima a la frente es la corteza motora. Esta tira controla el movimiento del cuerpo y, tal y como aprenderemos después, trabaja con el cerebelo para coordinar el aprendizaje de las capacidades motoras. Tras la corteza motora, al principio del lóbulo parietal, se halla la corteza somatosensorial, que procesa las señales de contacto recibidas por varias partes del cuerpo.

El bulbo raquídeo es el área más antigua y más profunda del cerebro. A menudo se alude a la misma como “el cerebro reptiliano”, porque se asemeja al cerebro de un reptil. De los doce nervios del cuerpo que se dirigen al cerebro, once de ellos terminan en el bulbo raquídeo (el nervio olfativo, para el olor, se dirige directamente al sistema límbico, un evolucionado artefacto). Aquí es donde las funciones vitales del cuerpo, tales como el latido del corazón, la respiración, la temperatura corporal y la digestión, son supervisadas y controladas. El bulbo raquídeo también aloja el sistema reticular activador ascendente, responsable del estado de alerta del cerebro y de otras funciones que se explicarán en el siguiente capítulo.

Cobijado por el bulbo raquídeo y debajo del cerebro se halla un sistema formado por varias estructuras cerebrales a las que comúnmente nos referimos como el sistema límbico y que a veces se denomina como “el antiguo cerebro mamífero”. Muchos investigadores advierten que contemplar el sistema límbico como una entidad funcional separada es una idea desfasada, porque ahora sabemos que todos sus componentes interactúan con muchas otras áreas del cerebro.

La mayoría de las estructuras del sistema límbico están duplicadas en cada hemisferio del cerebro. Estas estructuras llevan a cabo varias funciones distintas, incluyendo la generación de emociones y el procesamiento de recuerdos emocionales. Su situación entre el cerebro y el bulbo raquídeo permite la interacción entre la emoción y la razón.

Hay cuatro partes del sistema límbico que son importantes para el aprendizaje y la memoria. Son las siguientes: tálamo cerebral, hipotálamo, hipocampo y amígdala.

El tálamo cerebral. Toda la información sensorial que llega al cerebro, excepto el olor, se dirige primero al tálamo (del griego “aposento interior, dormitorio”). De ahí se dirige a otras partes del cerebro para ser procesada. El cerebro y el cerebelo también envían señales al tálamo, implicándolo así en muchas actividades cognitivas, por ejemplo, la memoria.

El hipotálamo. Alojado justo bajo el tálamo está el hipotálamo. Mientras el tálamo supervisa la información procedente del exterior, el hipotálamo supervisa los sistemas internos para mantener el estado normal del cuerpo (denominado homeostasis). Mediante el control del equilibrio de diversas hormonas, modera numerosas funciones corporales, incluyendo el sueño, la temperatura corporal y el consumo de alimentos y de líquidos. Si los sistemas corporales se desequilibran, al individuo le resultará difícil concentrarse en el procesamiento cognitivo del material curricular.

El hipocampo. Situado cerca de la base del área límbica está el hipocampo (del griego “caballito de mar”, por su forma). Juega un papel muy importante en la consolidación del aprendizaje y en la conversión de la información proveniente de la memoria de trabajo a través de señales eléctricas que se dirigen a las regiones de almacenamiento a largo plazo, un proceso que puede llevar días o meses. Supervisa de forma constante la información que se acumula en la memoria de trabajo y se compara con las experiencias almacenadas. Este proceso es esencial para la creación de significado.

Su papel se reveló en principio gracias a pacientes cuyo hipocampo estaba dañado o a quienes se les había extraído a causa de una enfermedad. Estos pacientes podían recordar todo lo sucedido antes de la operación, pero no después. Si los conocieras hoy, mañana no te recordarían, serías un extraño para ellos. Puesto que pueden recordar la información durante solo unos minutos, pueden leer el mismo artículo repetidas veces y pensar, en cada ocasión, que es la primera vez que lo leen. Los escáneres cerebrales confirman el papel del hipocampo en el almacenamiento permanente de la memoria. La enfermedad de Alzheimer va destruyendo progresivamente las neuronas del hipocampo, y tiene como resultado la pérdida de memoria.

Estudios recientes de pacientes con daño cerebral han revelado que a pesar de que el hipocampo juega un importante papel en el recuerdo de hechos, objetos y lugares, no parece jugar un papel tan importante en la recuperación de recuerdos personales de largo plazo (Lieberman, 2005). Una revelación sorprendente de los últimos años es que el hipocampo tiene la capacidad de producir nuevas neuronas (un proceso que se denomina neurogénesis) durante la edad adulta (Balu y Lucki, 2009). Es más, existen evidencias que indican que esta forma de neurogénesis tiene un impacto significativo en el aprendizaje y en la memoria (Deng, Aimone y Gage, 2010; Neves, Cooke y Bliss, 2008). Los estudios también revelan que la neurogénesis puede fortalecerse mediante la dieta (Kitamura, Mishina y Sugiyama, 2006) y el ejercicio (Pereira et al., 2007) e irse debilitando por el efecto de una prolongada falta de sueño (Meerlo, Mistlberger, Jacobs, Heller y McGinty, 2009).

La amígdala. Pegada al final del hipocampo se halla la amígdala (del griego “almendra”). Esta estructura juega un importante papel en las emociones, especialmente en el miedo. Regula las interacciones individuales con el ambiente que pueden afectar a la supervivencia, tales como cuándo atacar, escapar, aparearse o comer.

Dada su proximidad con el hipocampo y su actividad, visible en los escáneres, los investigadores creen que la amígdala codifica un mensaje emocional —cuando está presente— siempre que se etiqueta un recuerdo para ser almacenado en la memoria a largo plazo. Actualmente, no se sabe si incluso los recuerdos emocionales, de hecho, se almacenan en la amígdala. Una posibilidad es que el componente emocional de un recuerdo se almacene en la amígdala mientras que otros componentes cognitivos como nombres, fechas, etc., se almacenen en otros lugares (Squire y Kandel, 1999).

El componente emocional se recuerda cuando el recuerdo se rememora. Esto explica por qué las personas, cuando evocan un recuerdo emocional fuerte suelen experimentar de nuevo esas emociones. Las interacciones entre la amígdala y el hipocampo aseguran que recordemos durante mucho tiempo aquellos acontecimientos que son importantes o emotivos.

Los profesores, por supuesto, tienen la esperanza de que sus alumnos recuerden permanentemente lo que les han enseñado. Por otro lado, es fascinante constatar que las dos estructuras cerebrales que son las principales responsables del recuerdo a largo plazo están situadas en el área emocional del cerebro. La conexión existente entre las emociones, el aprendizaje cognitivo y la memoria se analizará en otros capítulos.

El cerebrum, el cerebro, una masa suave, parecida a la gelatina, es el área más grande y representa alrededor del 80 por ciento del peso cerebro. Su superfície es gris pálido, llena de arrugas, y está marcada por unos profundos surcos denominados fisuras y otros superficiales denominados sulci (singular, sulcus). Los pliegues se denominan gyri (singular, gyrus). Un gran surco atraviesa de adelante hacia atrás y divide el cerebrum en dos mitades, denominadas hemisferios cerebrales.

Por alguna razón aún no explicada, los nervios de la parte derecha del cuerpo se dirigen al hemisferio izquierdo y los del lado izquierdo del cuerpo se dirigen al derecho. Los dos hemisferios están conectados por un cable fino de más de 200 millones de fibras nerviosas denominadas el corpus callosum (del latín “cuerpo grande”). Los hemisferios utilizan ese puente para comunicarse entre ellos y para coordinar actividades.

Los hemisferios están cubiertos por un delgado pero fuerte córtex laminado (el significado es “corteza de árbol”), rico en células, que tiene un grosor que oscila entre 1’5 mm y 4’5 mm. Está muy circunvolucionado, por lo que si se extensiese, ocuparía unos 2500 cm. Se corresponde, aproximadamente, con el tamaño de una servilleta grande.

La corteza está compuesta por seis capas de células ¡encajadas en unos 17000 kilómetros de fibras por cada 2’54 cm! Allí es donde se produce la mayor parte de la acción. El pensamiento, la memoria, el habla y el movimiento muscular son controlados por áreas del cerebrum. A menudo nos referimos a la corteza como a la materia gris del cerebro.

Las neuronas de la corteza delgada forman columnas cuyas ramificaciones se extienden por la capa cortical dentro de una densa red que hay debajo y que es conocida como la materia blanca.

Allí, las neuronas conectan las unas con las otras para conformar vastas matrices de redes neuronales que llevan a cabo funciones específicas.

El cerebelo (del latín “pequeño cerebro”) es una estructura de dos hemisferios localizada justo bajo la parte anterior del cerebro, tras el bulbo raquídeo. Representa aproximadamente el 11% del peso del cerebro, y es una estructura profundamente arrugada y altamente organizada que contiene más neuronas que todas las demás áreas del cerebro juntas. El conjunto del área de superfície del cerebelo es igual a la de los hemisferios cerebrales.

Este área coordina el movimiento. Dado que el cerebelo supervisa los impulsos de las terminaciones nerviosas de los músculos, es importante para el rendimiento y la temporización de tareas motoras complejas. Modifica y coordina órdenes; por ejemplo, para jugar al golf o para dar unos pasos de baile, y nos permite agarrar una taza con la mano, acercárnosla a los labios y arrojar su contenido en nuestra boca.

El cerebelo también puede almacenar los recuerdos de movimientos automatizados, tales como el tecleo frente al ordenador o atarnos los cordones de los zapatos. Mediante estos automatismos se puede mejorar el rendimiento, dado que las secuencias de movimiento se pueden realizar con mayor rapidez, mayor exactitud y menos esfuerzo. El cerebelo también es conocido por estar implicado en el entrenamiento de tareas motoras, que también pueden mejorar nuestro rendimiento y hacer que seamos más competentes. Una persona con daños en el cerebelo suele ir muy lenta, simplificar el movimiento y tener dificultades con la motricidad fina y movimientos tales como coger una pelota o dar un apretón de manos.

Estudios recientes indican que se había subestimado el papel del cerebelo. Los investigadores creen, en la actualidad, que también actúa como una estructura de apoyo en el procesamiento cognitivo, coordinando y afinando nuestros pensamientos, emociones, sentidos (especialmente el tacto) y los recuerdos. Dado que el cerebelo está también conectado con regiones del cerebro que realizan tareas mentales y sensoriales, puede realizar dichas habilidades de forma automática, sin una atención consciente en el detalle. Esto permite que la parte consciente del cerebro tenga la libertad de atender otras actividades mentales, ampliando así su alcance cognitivo. Dicha ampliación de las capacidades humanas no se puede atribuir a ninguna parte concreta del cerebelo y contribuye a la automatización de numerosas actividades mentales.

El cerebro está compuesto por un billón de células de al menos dos tipos conocidos: las células nerviosas y las células gliales. La mayoría de las células son gliales (del griego “pegamento”); células que unen las neuronas y actúan como filtros para impedir el paso de sustancias dañinas a las neuronas. Estudios muy recientes indican que unas células gliales con forma de estrella, denominadas astrocitas, tienen un papel en la regulación del índice de señales neuronales. Adhiriéndose a los vasos sanguíneos, las astrocitas también sirven para conformar una barrera sanguínea del cerebro, que juega un importante rol a la hora de proteger las células cerebrales de sustancias de transmisión sanguínea que podrían resultar disruptivas para la actividad celular.

Las neuronas son el núcleo en funcionamiento del cerebro y de todo el sistema nervioso. Hay neuronas de todos los tamaños, pero el cuerpo de cada neurona cerebral oscila entre 5 y 135 micrometros. Dichas células fueron descubiertas por primera vez a finales del siglo XIX por el neurocientífico español Santiago Ramón y Cajal. A diferencia de otras células (véase la Figura 1.3) tienen decenas de miles de bifurcaciones que emergen de su núcleo, denominadas dendritas (del griego “árbol”). Las dendritas reciben impulsos eléctricos de otras neuronas y los transmiten a través de una larga fibra, denominada el axón (del griego “axis”). Normalmente hay solo un axón por neurona.

Una capa denominada la capa de mielina rodea a cada axón. La capa aísla al axón de las otras células e incrementa la velocidad de transmisión del impulso. Dicho impulso viaja a través de un proceso electroquímico y se puede desplazar a lo largo del 1,80 cm de altura de un adulto cualquiera en dos décimas de segundo. Una neurona puede transmitir de entre 250 y 2.500 impulsos por segundo.

Figura 1.3. Las neuronas transmiten señales a lo largo de un axón y a través de la sinapsis (marcada con un círculo jaspeado) hacia las dendritas de la célula vecina.

La capa de mielina protege al axón e incrementa la velocidad de transmisión.

Las neuronas no tienen contacto directo entre sí. Entre cada dendrita y su axón hay un hueco pequeño de aproximadamente unos 20 nanómetros denominado sinapsis (del término griego para “unión”). Una neurona típica recoge señales de las demás a través de las dendritas, que están cubiertas en la sinapsis por miles de diminutas protuberancias, denominadas espinas dendríticas. La neurona envía, impulsos de actividad eléctrica a través del axón hacia la sinapsis, donde la actividad libera sustancias químicas almacenadas en receptáculos (denominados vesículas sinápticas) al final del axón (Figura 1.4). Dichas sustancias químicas, denominadas neurotransmisores, pueden tanto excitar como inhibir la neurona vecina.

Por el momento se han descubierto más de 50 tipos distintos de neurotransmisores. Algunos de los neurotransmisores más comunes son la acetilcolina, la epinefrina, la serotonina y la dopamina. El aprendizaje tiene lugar cuando las sinapsis cambian, de modo que la influencia de una neurona sobre otra cambia también.

Parece existir una conexión directa entre el mundo físico del cerebro y el trabajo del propietario del cerebro. Estudios recientes sobre las neuronas de personas con oficios distintos (por ejemplo, de músicos profesionales) muestran que cuanto más complejas sean las capacidades demandadas por la profesión en cuestión, mayor será el número de dendritas que se hallan en las neuronas. Este aumento de dendritas permite un mayor número de conexiones entre las neuronas y resultan en un mayor número de lugares en los que almacenar aprendizajes.

Figura 1.4. El impulso neuronal se desplaza a lo largo de la sinapsis mediante unas sustancias químicas denominadas neurotransmisores que se hallan dentro de las vesículas sinápticas.

Existen aproximadamente 100.000 millones de neuronas en el cerebro de un ser humano adulto; es decir, como si multiplicáramos por 16 la población mundial o como el número de estrellas de la Vía Láctea. Cada neurona puede tener más de 10.000 bifurcaciones dendritales. Eso significa que es posible tener alrededor de un cuatrillón, esto es un 1 seguido por 15 ceros, de conexiones sinápticas en el cerebro. Este enorme e inconcebible número permite al cerebro procesar los datos que llegan, constantemente, provenientes de los sentidos, almacenar décadas de recuerdos, rostros y lugares, aprender lenguas y combinar la información de un modo que nunca nadie imaginó que fuera posible. ¡Todo un logro para tan solo tres kilos de tejido blando!

La creencia tradicional era que las neuronas eran las únicas células corporales que nunca se regeneraban. Sea como sea, ya señalamos que los investigadores descubrieron que el cerebro del ser humano adulto genera nuevas neuronas al menos en un lugar: en el hipocampo. Este descubrimiento hace emerger la pregunta de si las neuronas se regeneran en otras partes del cerebro y que, si es así, es posible estimularlas para que reparen y curen aquellos cerebros que han sufrido un daño, y esto es especialmente importante dado el creciente número de personas que sufren Alzheimer. Las investigaciones que giran en torno al Alzheimer se están centrando en buscar formas de detener los mortíferos mecanismos que amenazan con la destrucción de neuronas cuando se padece dicha enfermedad.

Los científicos, mediante el empleo de tecnología fMRI (resonancias magnéticas), descubrieron la existencia de racimos de neuronas en la corteza premotora (el área que está frente a la corteza motora, encargada de planificar los movimientos), que se activan justo antes de que la persona lleve a cabo un movimiento planificado. Curiosamente, dichas neuronas también se activan cuando la persona ve a otra realizar el mismo movimiento. Por ejemplo, el patrón de activación de dichas neuronas que precede a la acción de un sujeto de coger una taza es idéntica al patrón que se observa cuando el sujeto ve a otra persona cogiendo la taza.

Así, áreas similares del cerebro procesan tanto la producción como la percepción del movimiento. Los neurocientíficos creen que estas neuronas espejo quizás ayuden al individuo a decodificar las intenciones y predecir el comportamiento de los demás. Nos permiten recrear la experiencia de los demás y comprender las emociones ajenas, así como empatizar. Ver la expresión de disgusto o alegría en los rostros de los demás provoca que las neuronas espejo desencadenen emociones similares en nosotros. Empezamos a sentir sus acciones y sensaciones como si las estuviéramos realizando nosotros mismos.