Neurología del aprendizaje

Entender el funcionamiento del cerebro humano, órgano responsable del aprendizaje, puede ayudarnos a diseñar estrategias educativas eficaces y bien soportadas en el conocimiento científico actual.

Estos son algunos de los hechos más relevantes que necesitamos entender acerca de la neurología del aprendizaje:

    1.     El gasto energético del cerebro

El cerebro es el mayor consumidor de energía del organismo.

Con sólo el 2 por ciento del peso corporal, el cerebro consume el 20 por ciento de la energía que gastamos.

Las tareas cerebrales que más consumen energía son aquellas que requieren focalizar la atención, como el aprendizaje.

Eso se debe a que estas tareas afectan a prácticamente todas las zonas cerebrales y a menudo precisan crear nuevas conexiones neuronales.

En el entorno prehistórico en el que evolucionamos, la energía era un bien escaso que debía economizarse a cualquier costa.

Por eso, los humanos hemos desarrollado una fuerza poderosa y primitiva que nos impele a buscar el mínimo gasto energético como mecanismo de supervivencia a largo plazo.

Para nuestros fines biológicos, ignorar aquello que no merece la pena ser aprendido es tan importante como aprender lo que sí es relevante.

Nuestro cerebro no quiere trabajar más de lo necesario.

Pero tampoco quiere dejar de aprovechar las oportunidades que se presentan.

Y desde esta perspectiva es como debemos entender nuestra relación con los procesos de aprendizaje.

2.       Los procesos de atención

Nuestro cerebro recibe continuamente toneladas de información a través de los distintos canales sensoriales, y decide qué elementos de esa información retendrá y cuáles ignorará.

En general, nuestro cerebro ignorará la abrumadora mayoría de la información que recibe y solo presentará a nuestra consciencia una mínima parte de la misma.

A su vez, nuestra consciencia sólo permitirá que pase a nuestra memoria a largo plazo una mínima parte de esa información que le llega.

La inmensa mayor parte de dicha información jamás traspasará el umbral que lleva desde el campo de la consciencia hasta las zonas cerebrales del hipocampo, donde se procesa la información para su memorización a corto plazo.

Si una información no ha sido registrada en la zona cerebral del hipocampo, nunca podrá ser evocada ni recuperada.

No habrá existido ningún tipo de aprendizaje, ni por supuesto ninguna posibilidad de cambio de conducta.

Es nuestro cerebro inconsciente quien toma las decisiones acerca de lo que debe o no debe ser presentado a nuestra conciencia, y lo que debe o no debe ser traspasado a continuación a nuestra memoria a largo plazo.

Y lo hace básicamente según su interpretación de si estamos ante una oportunidad o ante una amenaza, que justifican el gasto energético que implica el nuevo aprendizaje, o bien estamos ante un hecho neutral que nos resulta indiferente.

3.       La memoria operativa

Cuando aprendemos, se produce un cambio físico a nivel sináptico en las neuronas de nuestro cerebro.

En un primer momento, como hemos visto, interviene la memoria operativa, que tiene su sede en la región cerebral del hipocampo, para fabricar los recuerdos. 

Pero después, esta información se transfiere a otras partes del cerebro para su almacenamiento definitivo a largo plazo.

Esta actividad implica un traslado físico de proteínas de unas a otras partes del cerebro.

La primera parte de este proceso es la parte más delicada del aprendizaje, ya que se produce en el hipocampo, verdadero talón de Aquiles del prodigioso cerebro humano.

El hipocampo sólo puede manejar una cantidad muy limitada de información a la vez.

Si cargamos demasiada información a la vez en la memoria operativa, se desborda y ya no es capaz de procesar adecuadamente esta información.

Por eso, en cada estadio del aprendizaje, se necesita limitar la cantidad y complejidad de la nueva información que se va a adquirir.

En caso contrario, se corre el riesgo de desbordar la memoria de trabajo, generando frustración y dificultades para continuar avanzando con el aprendizaje.

Cuando se trata de aprender, menos es más.

El aprendizaje se potencia aplicando el principio de la simplicidad, eliminando toda información redundante o que no resulta esencial para los fines que se buscan.

4.       La automatización del aprendizaje

El hecho de prestar atención consciente a algo, activa zonas cerebrales de la corteza prefrontal.

Y eso hace que nuestro cerebro se ponga en modo de “exploración”, que es el modo que adquiere cuando aprendemos una conducta por primera vez o cuando nos enfrentamos a cualquier tipo de situación novedosa.

Cuando nuestro cerebro se encuentra en modo de exploración, casi todas las áreas de nuestro cerebro se activan, en un intento de prestar la máxima atención.

Y eso consume una gran cantidad de energía.

Sin embargo, una vez que nuestro cerebro descubre cuál es la representación neuronal más eficiente de un determinado aprendizaje, tiende a automatizar esta secuencia.

Una vez que un aprendizaje se ha asimilado y automatizado, mediante la comprensión, la emoción y la repetición, ya no se necesita seguir prestando atención consciente al mismo.

La conducta derivada de la nueva conexión sináptica creada, tenderá entonces a producirse de forma espontánea, de un modo prácticamente inconsciente, casi sin esfuerzo y con muy escaso gasto de energía.

En ese momento se podrá seguir avanzando con el siguiente nivel de aprendizaje, para adquirir nuevos conocimientos o conocimientos de un nivel más complejo.

5.       El interés y la motivación

Nuestro cerebro está programado para prestar atención sólo a lo que interpreta como una oportunidad o como una amenaza.

Es decir, a aquello que nos emociona, positiva o negativamente.

Si la carga emocional de la nueva información es suficientemente elevada, seremos capaces de aprender, es decir, podremos transferir la información a la memoria a largo plazo, incluso con una sola repetición.

En cambio, cuanto menos nos interese la información que llega a nuestro cerebro, más y más repeticiones necesitaremos para que esa información pase a la memoria a largo plazo.

En general, intentar aprender algo que no nos interesa en absoluto –no nos emociona-, mediante el mero recurso de la repetición, suele ser un ejercicio bastante absurdo e ineficaz.

El colmo de la ineficacia se produce cuando intentamos aprender algo que ni siquiera comprendemos, ni por tanto podemos asociar con nuestros conocimientos previos.

Siempre recordemos que el aprendizaje está estrechamente relacionado con el circuito de la motivación, a través del mecanismo de liberación de dopamina en nuestro cerebro.

6.       La sorpresa y la novedad

La cantidad de dopamina que nuestro cerebro segrega ante un evento positivo no depende sólo del placer que nos produce dicho evento, sino también y muy especialmente, de lo inesperado del premio conseguido.

Nuestra felicidad está en buena parte vinculada al efecto sorpresivo de las oportunidades y mejoras que obtenemos.

Esto significa que para optimizar el aprendizaje no es importante sólo la recompensa, sino también el nivel de incertidumbre asociado a la misma.

En eso consiste básicamente el secreto de los juegos como medios de aprendizaje.

No sólo estimulan la exploración activa, sino que continuamente proveen retroalimentación en forma de premios –y a veces de castigos-, y además existe un nivel de incertidumbre respecto a la consecución de los mismos.

Eso hace que los jugadores se enganchen al juego, y el aprendizaje se produce de forma invisible, sin aparente esfuerzo.

7.       El estrés y las emociones negativas

El dolor, el miedo y el estrés también pueden favorecer el aprendizaje.

Siempre que nuestro cerebro crea hallarse ante una amenaza, excitará la amígdala cerebral, sede de emociones negativas como el miedo y la ira.

La activación de la amígdala que se produce en las situaciones de estrés sirve para realizar aprendizajes simples de evitación, del tipo "no debes tocar el fuego porque te quemarás".

Sin embargo, no sirve para aprender conceptos complejos, o para desarrollar soluciones creativas e innovadoras.

La saturación hormonal de adrenalina y cortisol asociada a las situaciones de estrés produce dos efectos contrapuestos en nuestro cerebro: por un lado, potencia a la amígdala, pero al mismo tiempo, afecta adversamente al hipocampo.

La estimulación de la amígdala hará que el proceso de consolidación de la memoria sea más rápido e intenso.

Al mismo tiempo, esta descarga hormonal producirá una atenuación de las capacidades cognitivas emanadas de la corteza superior cerebral, y acabará produciendo reducciones en los niveles de los neurotransmisores dopamina y endorfinas.

Si la descarga de adrenalina ha sido suficientemente masiva, entonces el hipocampo puede llegar a quedar temporalmente desactivado por completo, y entonces no será capaz de fabricar ningún recuerdo de lo acontecido.

El estrés estimula aprendizajes simples de evitación y al mismo tiempo puede volvernos literalmente más lerdos, atenuando nuestra inteligencia y nuestras capacidades superiores de aprendizaje.