Proposals for Future Research or Issues Related to Teaching Cote

Proposals for Future Research or Issues Related to Teaching
Cote Eduardo, Cote Laura
London International Conference on Education (LICE-2014)
November 10-12, 2014, London, UK
Título
Neurociencias: La disciplina científica que respaldara la Educación como Ciencia Natural
Reseña
Las neurociencias desde la teoría local-conexionista, han sido capaces de localizar la biología del
aprendizaje (memoria, percepción, razonamiento, inteligencia) y de hallar las conexiones
neuronales que generan el comportamiento (actitudes, emociones, sentimientos). Siendo el
objeto de la educación el aprendizaje y el comportamiento individual y social resultante, es
razonable llegar a pensar que las neurociencias están llamadas a suministrar el conocimiento
científico requerido para encauzar la educación como una ciencia natural. En ese contexto se
hace indispensable proponer un cambio paradigmático en la formación del docente,
consistente en instruir al futuro docente en las neurociencias como marco teórico-científico del
aprendizaje y del comportamiento, y en la neuroimagen estructural, funcional, y diagnóstica
como herramienta de investigación-científica. Las áreas básicas de estudio propuestas en la
formación docente son; neuro-biología y neuro-fisiología, neuro-cognición, neuro-psicología, y
neuro-ética. Como áreas de especialización; neuro-computación e inteligencia artificial, neurofarmacología, y neuro-imagen diagnóstica (Tomografía Computarizada, Resonancia Magnética,
y, PET-SPECT). En esta ponencia reseñamos la metodología de investigación que realizaremos
con docentes para visionar su punto de vista con respecto a la educación como Ciencia Natural,
y la trascendencia que le ven para su desarrollo individual y social.
1. Marco Teórico.
1.1. La Educación: Ciencia Natural apoyada por las Ciencias Sociales.
Las neurociencias son una serie de disciplinas de las ciencias naturales que estudian
científicamente el sistema nervioso (el cerebro y sus conexiones), por lo tanto su conocimiento
(razonamiento y experimentación) se sustentan en el método científico (comprobación, y
refutabilidad).
La educación es clasificada como una ciencia social, los filósofos de la educación se esmeran en
encontrar argumentos para hacerla más científica, sin embargo sus métodos se consideran
abstractos y especulativos, porque sus “pruebas de la verdad” (razonamiento y
experimentación) están sujetos a la interpretación personal que quien investiga y no está sujeta
al método científico. Ser una ciencia social no le quita ninguna validez a la educación, por el
contrario, la humaniza y la dignifica, sin embargo, en no pocos textos se hace alusión a la
inseguridad de la profesión docente por carecer de espíritu científico, y son los pedagogos los
que se refieren a las “ciencias de la educación” como disciplinas con rigurosidad científica.
Las neurociencias modernas son local-conexionistas [2]. En lo referente a educación las
neurociencias han localizado el origen del aprendizaje (núcleos neuronales) así como las
conexiones (sinapsis) y los activadores (neurotransmisores) que guían los comportamientos
sociales o individuales que resultan de los procesos de aprendizaje.
La inmersión de los educadores en las neurociencias, especialmente en la biología del
aprendizaje y en la biología del comportamiento tiene una significado trascendental, pues le
aporta a los educadores lo que han estado buscando por siglos, la connotación científica de la
educación, esto es, hacer que la educación pueda apoyarse en argumentos que se validan por
el método científico.
La inmersión mental de los docentes en las neurociencias debe partir del hecho de comprender
que la mente es una función del cerebro. Debe haber claridad que no existe mente sin cerebro.
La discusión unicidad vs dualidad mente/cerebro debe haber quedado superada. Esta posición
no es intrascendente, por el contrario, es completamente fundamental y estructural para
validar por el método científico las actuaciones pedagógicas, metodológicas y didácticas de los
docentes.
La unicidad mente/cerebro le permite a la educación garantizar que el aprendizaje y el
comportamiento tienen una explicación biológica, anatómica, fisiológica, y química. [3] Adoptar
esta postura no es excluyente con el estudio sociológico-pedagógico del aprendizaje y el
comportamiento, ni reduciría el estudio de los procesos educacionales únicamente a conceptos
biológicos.
Se hace necesario hacer un breve repaso de los dos conceptos; cerebro, y mente.
1.2. El Cerebro.
El cerebro está integrado por cien (100) billones de células especializadas llamadas neuronas.
Cada neurona es como un bit biológico, es una unidad que se activa o se mantiene neutra. Las
neuronas se interconectan entre si formando una red de hasta quinientos mil (500.000)
billones de potenciales conexiones. Cifras especulativas, porque aún no tenemos la tecnología
requerida para tener suficiente precisión en el conteo. [1]
La conexión entre neuronas se denomina sinapsis. La sinapsis es como un puente-elevado que
permite o deniega la comunicación entre neuronas; esta comunicación interneuronal se lleva a
cabo mediante neurotransmisores. Entonces, hay una neurona pre-sináptica, de donde salen
los neurotransmisores, y hay una neurona post-sináptica a donde llegan los neurotransmisores.
Si hay un suficiente número de neurotransmisores intentando entrar a la neurona postsináptica esta se activa, si no hay suficientes neurotransmisores intentando pasar a la neurona
post-sináptica esta permanece neutra. [4]
Se dice que el cerebro es localizacionista porque hay grupos de neuronas que están en
posiciones fijas y que tienen funciones perfectamente determinadas genéticamente. Por
ejemplo la producción del lenguaje es fronto-temporal-izquierdo.
Esta explicación biológica (neurona, sinapsis, neurotransmisor) llevada a escenarios educativos
puede darnos explicaciones científicas a comportamientos que hasta ahora solo podían ser
analizados desde perspectivas sociales. Pongamos un ejemplo:
Juan es docente de la asignatura “lenguaje y pensamiento crítico”. Pedrito de 8
años, es uno de sus alumnos más disciplinados y colaboradores; gran orador y
escritor.
Luego de un accidente vehicular en el que pedrito se golpeó levemente la cabeza,
ha venido teniendo problemas en la asignatura de Juan.
Juan es consciente que pedrito es igualmente productivo en el componente de
lenguaje escrito, pero tiene limitaciones episódicas en el lenguaje verbal (a veces
responde correctamente y algunas otras veces pierde temporalmente la
capacidad de hacerlo)
Pedrito tiene un micro-trauma cerebral de 0.5 milímetros en la corteza cerebral
que le permite comportarse perfectamente, pero tiene episodios de desconexión
funcional en el lenguaje verbal.
Los episodios temporales de desconexión funcional pudieran ser interpretados
por un docente sin bases de neurociencias como un comportamiento desafiante
(responde cuando quiere), o una actitud rebelde o hasta un comportamiento
malcriado.
Este ejemplo nos permite apreciar la importancia de conocer las explicaciones biológicas del
comportamiento. La educación tradicional buscaría la problemática comportamental de Pedrito
en su interacción familiar, escolar, o en su comunidad, quizá en la psicología (trastorno
negativista desafiante por oposición). Sin embargo, con fundamentos en neurociencias el
docente tendría nuevas perspectivas para entender este comportamiento no como un conflicto
causado por su entorno, sino como un micro-trauma cerebral localizado que se hace evidente
(se dispara) en ciertos contextos y que afecta su desempeño académico, seguramente con
trascendencia familiar y social.
1.3. La mente.
El cerebro no es exclusivamente localizacionista, de hecho solo lo es para las funciones de
respuesta innata (movimientos balísticos y servoasistidos) y de homeostasis (equilibrio
dinámico del cuerpo). El cerebro es mayormente conexionista, lo que significa que los núcleos
neuronales se comunican entre sí. [1]
Un acto tan sencillo como saludar de mano a una persona, implica cientos de miles
de actividades cerebrales distribuidas; localizar en la memoria de largo plazo el
nombre de la persona a saludar y su contexto inmediato, traer a la memoria
temporal los sucesos más relevantes que nos vinculan con esa persona y el contexto
del encuentro que está por darse, planear, ejecutar y controlar todos los
movimientos musculares del saludo de la mano, ejecutar y controlar todos los
movimientos musculares de la cara para expresar lingüísticamente el saludo
(gramática, semántica, fonología). Todas, absolutamente todas las actuaciones del
ser humano (innatas o planeadas) pasan por el cerebro a velocidad de 0.2
milisegundos por conexión sináptica en paralelo.
Es en el cerebro donde se registran (están almacenadas) todas las actividades relacionadas con
el comportamiento, los sentimientos, los afectos, las emociones, las pasiones. Inclusive
constructos complejos como el presagio, la intuición, la corazonada, el presentimiento y las
premoniciones son procesos mentales resultado de la actividad cerebral. [1] Los miles de
billones de conexiones que tiene el cerebro nos permiten generar mensajes sencillos como un
guiño de ojo, pasando por actividades planeadas como escribir una ponencia de investigación, o
desarrollar actividades mentales tan complejas como aceptar y seguir creencias religiosas. [4]
1.4. La Educación como un proceso mental de base necesariamente cerebral.
Si todo proceso mental se da endógenamente en el cerebro, necesariamente el aprendizaje y el
comportamiento educativo residen en el cerebro. Y es ahí donde la educación puede tener un
componente de ciencia natural que responde al método científico.
Ciertamente los pedagogos aducirán que si existe un factor exógeno determinante en el
proceso educativo y es la sociedad. Pero es necesario entender que el mismo concepto de
sociedad es individual, y está registrado (almacenado) en el cerebro de cada cual. Las personas
no se comportan correcta y pertinentemente en la sociedad porque exista una fuerza externa
que los obligue, sino porque su cerebro ha almacenado los valores de actuar bien y mal en
sociedad. Los valores no son cósmicos o etéreos, sino que se consolidan (construyen) en el
cerebro producto de millones de billones de conexiones cerebrales (sinapsis) actuando en cada
caso particular.
Permítame traer un ejemplo de la relatividad de los valores. Una persona puede
tener absolutamente claro que no debe matar, su claridad está formada por
convicciones religiosas y sociales. Pero si en determinada circunstancia está en
peligro vital alguien muy cercano; un hijo, los padres, posiblemente sus valores de
no matar entren en “proceso mental de revaloración” y termine actuando no
contrariamente a sus principios sino acorde a principios superiores circunstanciales.
En conclusión, las teorías localizacionistas y conexionistas ayudan a comprender que el
aprendizaje y el comportamiento educativo son procesos mentales resultado de la actividad
cerebral; las cuales pueden ser comprendidas desde disciplinas naturales como la neurobiología, la neuro-anatomía, la neuro-fisiología y la neuro-química.
2. Planteamiento del Proyecto de Investigación.
2.1. Necesidad de la incorporación de las Neurociencias en la Malla Curricular
La sociedad en general, pero especialmente el gremio docente están demandando que la
educación vaya más allá de ser una disciplina abstracta y especulativa. La sociedad está
demandando cientificidad en los resultados que esperan de la educación, y los docentes están
esperando desempeñarse en una profesión que tenga más de ciencia que de arte.
Las neurociencias están aportándole a la educación el componente científico que adolece. En
consecuencia, los docentes deben en su proceso formativo profesional abordar la educación
como una Ciencia Natural que responde al método científico y a metodologías de investigación
positivistas. Para lo cual se propone que el docente sea formado en al menos tres (3) áreas de
las neurociencias;
Neuro-anatomía y Neuro-fisiología: El docente aprende las bases biológicas, anatómicas,
y fisiológicas del sistema nervioso. Con este conocimiento el docente tiene la capacidad
de comprender como se estructura y funciona el cerebro y sus conexiones, especialmente
en lo referente a aprendizaje y comportamiento.
Neuro-cognición: Además, comprender los traumas relacionados con las funciones
ejecutivas, el docente aprende la anatomo-fisiología de la formación del conocimiento;
lenguaje, memoria, percepción, razonamiento, inteligencia. Con este conocimiento
científico más su conocimiento educacional (pedagogía y didáctica) el docente puede
diseñar e implementar prácticas educativas cuyo resultado podría ser validado
científicamente.
Neuro-psicología: El docente aprende la anatomo-fisiología del comportamiento y los
trastornos producto de traumas heredados o adquiridos. Este conocimiento le permite al
docente establecer de forma primaria si su estudiante puede o no estar presentando un
problema de comportamiento educacional de base biológica.
Y que existan al menos otras dos (2) áreas de formación de postgrado a nivel de investigación
científica que le aportarían al docente un marco teórico y práctico de investigación con método
científico.
Neuro-ética y Neuro-farmacología: El docente estudia las implicaciones éticas del uso de
Neuro-fármacos en investigaciones científicas, así como el posible inicio del uso de estos
potenciadores como herramienta para mejorar los procesos mentales superiores
(Habilidades matemáticas, lingüísticas, sensoperceptivas…) Este conocimiento le
permitirá al docente comprender y tener participación activa en discusiones filosóficas,
sociológicas, y neurocientíficas sobre el empleo de éstas prácticas en la educación.
Neuro-Imagen: El docente conoce metodologías y tecnologías de investigación en
neurociencias, especialmente en funciones ejecutivas (cognición, inteligencia,
memorización) y diagnóstico de patologías con consecuencias el aprendizaje y en el
comportamiento educacional.
b) Propuesta de implementar la neuroimagen como herramienta de investigación educativa,
Aunque es de primer orden y una necesidad estructural, el conocimiento de las neurociencias
no se debe quedar en el marco teórico de la estructura anatómica y fisiológica del cerebro, de
los trastornos neuro-cognitivos del aprendizaje, y de las patologías neuro-psicológicas del
comportamiento. Se requiere el conocimiento de metodologías positivistas de investigación
que permitan profundizar en los problemas de aprendizaje, así como en las terapias de
potenciación de la inteligencia.
Las neuroimagen es una herramienta de diagnóstico de problemas estructurales y funcionales
de aprendizaje, con un vertiginoso desarrollo y con futuro garantizado toda vez que las
tecnologías neuroimagen puede ser el área de mayor investigación en el planeta.
Los docentes profesionales, y los profesionales docentes que hacen investigación científica en
educación deben apoyarse en tecnologías y técnicas positivistas. Deben apoyarse en
metodologías de investigación cuyo conocimiento resultante sea producto del método
científico; comprobación de la teoría con experimentos verificables y comprobables. Si la
educación es objeto de estudio científico, también sus resultados; el aprendizaje y el
comportamiento, podrán ser objeto de comprobación científica.
La herramienta metodológica -por excelencia- en investigación neurocientífica aplicada a la
educación es la neuroimagen.
La neuroimagen, o imagen del cerebro, puede ser de dos tipos; estructural, o funcional. La
imagen estructural permite saber si el cerebro o unos de sus componentes está integro, o, si
tiene imperfecciones o daños. La imagen funcional permite saber si el cerebro está operando
según las instrucciones genéticas de comportamiento y desempeño.
Las tecnologías y técnicas de neuroimagen sugeridas para estudiar la estructura y
funcionamiento del cerebro en aspectos relacionados con la biología y fisiología del aprendizaje
y del comportamiento son:
Tomografía Computarizada: Es una tecnología avanzada de Rayos-X que permite conocer
la estructura del cerebro. Algoritmos computacionales produce imágenes en tercera
dimensión a partir de centenares de imágenes obtenidas por electromagnetismo. Ejemplo
localización de Afasias, Agrafias, Alexias, Agnosias por trauma craneoencefálico.
Resonancia Magnética: Es una tecnología basada en física nuclear que permite
determinar la anatomía y la funcionalidad del cerebro. Algoritmos computacionales
produce imágenes en tercera dimensión a partir de imágenes obtenidas por campos
magnéticos y pulsos de radiofrecuencia. Ejemplo localización de Esquizofrenia, Depresión
Mayor por mala conexión entre nuclearos neuronales.
PET y SPECT: Es una tecnología basada en química nuclear que permite determinar la
funcionalidad del cerebro. Algoritmos computacionales produce imágenes en tercera
dimensión a partir de imágenes obtenidas por radio-isótopos y radio-farmacéuticos.
Ejemplo localización problemas de atención y concentración por de baja irrigación
sanguínea cerebral.
Metodología.
2.2. Problema de Investigación
La pregunta no puede ser otra:
¿Cuál es el nivel de aceptación social y gremial de la inclusión de las neurociencias en la
formación docente?
Para hallar respuesta proponemos dos caminos:
a) Propuesta de Inclusión de las Neurociencias en la Malla Curricular
b) Propuesta de implementar la neuroimagen como herramienta de investigación educativa,
a) Propuesta de Inclusión de las Neurociencias en la Malla Curricular
La propuesta de formación del docente en neurociencias para darle a la educación connotación
de disciplina social, ha tenido una muy fuerte aceptación en el gremio docente. Para recolectar
la data que nos permite afirmarlo hemos implementado la siguiente metodología.
Investigación: Neurociencias aplicadas a la educación.
-
Ofrecer un mini-curso de sensibilización en neurociencias aplicadas a la educación de 8
horas.
Posteriormente realizar un taller de 4 horas de discusión de la educación como Ciencia
Natural
Aplicar una formulario encuesta de 50 preguntas
Hacer la estadígrafa correspondiente.
Contrastar la data entre regiones.
La metodología de investigación en neurociencias aplicadas a la educación ha sido
implementada en una (1) región Salvadoreña y una (1) región Colombiana en 2014, con
participación de 120 docentes de educación secundaria. Se espera en el segundo semestre de
2014 y en el primes semestre de 2015 cubrir una población de 2.000 docentes de secundaria y
100 investigadores en educación.
Resultados.
Los resultados esperados con el estudio biológico, anatómico, y funcional de los procesos
estructurales de la educación (aprendizaje y comportamiento) por las neurociencias son:





Que la educación tenga un fuerte componente de ciencia natural
Que el docente adquiera conocimiento en neurociencias aplicadas a la educación
Que el investigador en educación conozca de tecnologías y técnicas de neuro-imagen.
Que se propongan cambios estructurales en las mallas curriculares de la formación
docente.
Que el investigador en educación sea un científico.
Conclusión
Los docentes consideran que la visión de la educación como disciplina científica es un
conocimiento necesario esperando una mayor dignificación de la profesión. La investigación no
será concluyente hasta Julio de 2015 cuando hayamos recolectado suficiente data en 4 países
latinoamericanos.
Referencias
[1] Milaret G., Les sciences de l’éducation, Huemul, Barcelona, 2010
[2] Seung S, Connectome, Mariner Books, Boston, 2012
[3] Hardiman M., The Brain-Targeted Teaching Model, Corwin, 2012
[4] Chalupa L. M., Cerebral Plasticity, MIT Press, 2011