CÓMO FUNCIONA Y APRENDE EL CEREBRO

En esta pequeña recapitulación se desarrollará algunos conceptos básicos sobre el funcionamiento del cerebro. En la primera parte se desarrollará la integración unimodal senso-perceptiva  motriz. En la segunda parte, las redes y sistemas neurofuncionales. En la tercera parte, el aprendizaje, memoria, motivación y bases neuronales. Y en la cuarta parte, la atención, pilotaje (función ejecutiva), en adición, se dará algunas pinceladas  psicopedagógicas para su aplicación en el aula.

1.    La integración unimodal senso-perceptiva y motriz.

Está comprobado, que todos los órganos de los sentidos tiene la misión de traducir a señales nerviosas[1] los diversos modalidades de energía que llegan desde el entorno o desde el propio cuerpo (Narbona, 2014). 

Por ejemplo, la luz, el sonido, los cambios mecánicos por contacto con objetos externos o del mismo organismo (tacto exterioreceptivo y propio receptivo, respectivamente) y los marcadores químicos[2] se convierten en un único tipo de señal con la que el sistema nervioso puede trabajar los potenciales de acción[3].

Todas las informaciones que provienen de los sentidos (a excepto del olfato) llegan al tálamo. Desde el tálamo se lanzan proyecciones hacia la corteza cerebral primaria.

La corteza cerebral primaria, con su forma de estratificada,  en sí posee predominio de neuronas granulares[4]. De ésta se proyecta a

·         La corteza pericalcarina occipital para las sensaciones visuales.

·         Circunvolución de Heschl[5] para las sensaciones auditivas.

·         La cisura postrolándica[6] para las sensaciones táctiles.

·         Al inferior de la cisura postrolándica para las aferencias gustativas.

Las proyecciones olfativas no hacen estación en el tálamo… pero están muy relacionadas con el colorido afectivo-motivacional y con la memoria remota. Las proyecciones olfativas inciden directamente en la corteza rinencefálica[7]. En medio de ello, éstas también envían señales a través de mediadores químicos[8] que modifican el funcionalismo del cerebro sobre la corteza cerebral a través de los receptores que están situadas en el hipotálamo. Este último, se encarga de conectar al resto del sistema nervioso a través del medio interno o sistema hormonal.

Al margen a las distintas porciones de la corteza primaria receptiva se asienta la corteza asociativa secundaria. Este corteza posee  en su forma estratificada una porción más equilibrada de neuronas granulares y piramidales. Este tipo de corteza cerebral permite la integración unimodal de los diversos tipos de percepciones, tal como proceden del mundo real.

Por ejemplo, el ruido de un instrumento musical, el ruido de la lluvia o de un porción de sonido que escuchamos, todas ellas, están compuestos por un multitud de sonidos simples con diferentes frecuencias. Esa integración del conjunto permite el reconocimiento del ruido en cuestión.

Lo mismo sucede con:

·         La modalidad visual, con la percepción de la forma,  del colorido, de la ubicación y del movimiento;

·         La modalidad táctil, con la consistencia, la rigurosidad, de deformidad, etc. de los objetos.

·         Los diversos olores y sabores son reconocimiento mediante la integración de diferentes componentes sensoriales traducidos en potenciales de acción en el bulbo olfatorio y en las papilas gustativas de la lengua antes de proyectarse a la corteza cerebral.

Para el caso del MOVIMIENTO MUSCULAR, las prolongaciones axonales de las motoneuronas[9] de la medula espinal y del tronco cerebral, transmiten señales bioeléctricas a las células musculares.

Las células musculares, en el interior de ellas, producen fenómenos de contracción por las proteínas especiales: actina y miosina. Estas proteínas se deslizan entre sí en paralelo, acortando o alargando la masa muscular.

Este fenómeno se produce gracias al impulso bioélectrico desde el nervio al músculo. En ese trance interviene, esencialmente, la acetilcolina, que es una sustancia que actúa como neurotransmisor en la sinapsis encefálicas a diferentes niveles.

Las motoneuronas, están bajo el control de la vía corticoespinal que a su  vez  tiene su origen en las células piramidales de la circunvolución frontal ascendente, especialmente, del hemisferio cerebral que son opuestos a las mitades corporales izquierda y derecha.

Las células piramidales[10], a su vez recibe modulación muy compleja desde las áreas asociativas secundarias, parietal superior y frontal preomotora. Todas ellas, constituyen de continua consulta entre sí.

2.    Aprendizaje, memoria, motivación

Desde la perspectiva de la ciencia o la neurobiología, el aprendizaje implica que con el motivo de la experiencia el sujeto modifica la estructura y función del sistema nervioso (Narbona, 2014).

La interacción entre la constitución neurogenética e influencias del medio es muy notable en el cambio de la conducta y en general del organismo. Este aprendizaje, se da gracias a la intervención de la memoria a largo plazo.

Desde el enfoque de aprendizaje según (Narbona, 2014) se puede distinguir dos tipos de memoria compleja a largo plazo:

2.1.       La memoria implícita no declarativa: se distingue porque comprende el aprendizaje y la utilización en escaso esfuerzo atencional. Cumple de recurso para relaciones básicas del sujeto con el entorno como:

ü  El condicionamiento,

ü  La automatización de hábitos, y

ü  Habilidades cognitivos o motores.

Estos facilitan el vivir diario con el mínimo coste del esfuerzo de la consciencia, además, liberan la atención y la supervisión de la conducta adaptada bajo el control del sistema ejecutivo.

2.2.       Memoria explícita declarativa

Almacena datos y eventos de contenidos significativos o vivenciales (al que se conoce como memoria autobiográfica) o pertenecientes al saber común o adquirible mediante la educación (memoria semántica).

Para que ocurra esta modalidad de memoria, el hipocampo, juega un papel fundamental, el cual actúa como un microsistema cerebral.

3.    Atención, pilotaje: sistema ejecutivo.

Desde la perspectiva de la neurociencia se considera atención a la actualización de la consciencia sobre un objeto interno o externo durante el tiempo necesario para cumplir una determinada tarea.

El pilotaje es el control consciente de un sistema ejecutivo. Los cuales se realizan bajo la jerarquía de las estructuras prefrontales del cerebro que, a su vez, están conectadas abundantemente con el resto de la corteza terciaria temporo-parietal y el sistema de regulación afectivo emotivacional.

Por otro lado, para que haya la integración del sistema de información y coherencias en ellas, el sistema cortical terciario se alimenta con un conjunto de estructuras provenientes de la amígdala temporal que se sitúa profundamente en el lóbulo temporal.

El sistema ejecutivo, controla los datos actuales manipulados por la memoria operativa o memoria de trabajo[11]  con los de memoria a largo plazo. Esto permite al individuo ponderarse de la verosimilitud y la coherencia central de las percepciones del mundo real. Así son posibles, la planificación, el control y la adaptación flexible de la conducta compleja.

4.    Comunicación y lenguaje

La integración del lenguaje (fonología, sintaxis, acceso al léxico) los neurólogos afirman que se realizan normalmente en el hemisferio  izquierdo, concretamente, en el área de Broca[12], área de Wernicke[13] y con numerosos conexiones al tálamo  y el hemisferio cerebeloso derecho.

Las dimensiones funcionales del lenguaje están apoyadas en el sistema asociativo prefrontal, parietal inferior y cingulado de ambos hemisferios. Por otro lado, a través del sistema cingulado se establecen conexiones con la amígdala temporal , los núcleos septales[14] y el hipotálamo.

5.    Aplicación neuropsicopedagógica

¿Qué aspectos concretos se pueden realizar para mejorar la educación a partir de los presupuestos teóricos de neurociencia? Creemos, el conocimiento fisiológico por parte de los mediadores en la educación  acerca del cerebro es muy importante  y necesario. 

Es necesario, porque a partir de la resonancia magnética (neuroimagen) uno puede detectar qué partes de la estructura cerebral se activan por ejemplo, cuando uno escucha la música, cuando se observa un material audiovisual, o cuando uno palpa materiales sólidos, etc.

Detectar estas formas de activación tiene muchas ventajas. Por ejemplo, a través de la resonancia magnética un docente puede enterarse si su alumno aprende más, por la vía auditiva, por la vía visual, o por la vía sensorio táctil, etc.

Esas detecciones al docente le van a permitir planificar eficazmente  el desarrollo óptimo de sus sesiones de aprendizaje.

¿Pero queda ahí?

El conocimiento de las actividades del cerebro, no solamente, sirve para actividades prospectivas, sino también para las actividades preventivas. Pues, permite a potenciar y mejorar habilidades objetivamente, asimismo, ayuda a detectar discapacidades o déficits para poder mejorar a través de diferentes estimulaciones.

BIBLIOGRAFÍA

Este trabajo ha sido sistematizado de los siguientes textos.

·         Pinel JP: Biopsicologìa. Caps.  3 y 4. Madrid: Pearson, 2007.

·         Habib M. Bases neurológicas de las conductas. Caps.  2 y 6. Barcelona: Masson, 1994.

·         Narbona J. Estructura y función del cerebro humano. MIEP Universidad de Navarra, 2014.

·         Snell R. neuroanatomía clínica. Barcelona: Health, 2014.

·         Fustinoni, O. Semiología del sistema nervioso. Buenos Aires: El Ateneo, 2011

·         Kandel, Eric. En busca de la memoria, Katz, 2007

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[1] Las neuronas del sistema nervioso transmiten las señales por procedimientos químicos, emitiendo unas sustancias llamadas ‘neurotransmisores’ que excitan o inhiben a las neuronas adyacentes.

[2] Estos son por ejemplo, los olores y los sabores.

[3] Un potencial de acción, también llamado impulso eléctrico, es una onda de descarga eléctrica que viaja a lo largo de la membrana celular modificando su distribución de carga eléctrica. Los potenciales de acción se utilizan en el cuerpo para llevar información entre unos tejidos y otros, lo que hace que sean una característica microscópica esencial para la vida.

[4] Las células granulosas son las células más pequeñas que se encuentran en el encéfalo y son un tipo de neurona extremadamente pequeña. Las células granulosas se encuentran dentro de la capa granular del cerebelo (la cual es también conocida como la capa 3, la capa más interna de la corteza cerebelar, con la capa intermedia siendo la capa de las células de Purkinje y la capa molecular siendo la capa externa), el giro dentado del hipocampo, la capa superficial del núcleo coclear dorsal, y en el bulbo olfatorio.

Las células granulosas del cerebelo representan casi la mitad de las neuronas del sistema nervioso central. Las células granulosas reciben entradas excitatorias de las fibras musgosas procedentes de los núcleos pontinos. Las células granulares envían fibras paralelas a través de la capa de Purkinje hacia la capa molecular donde estas se ramifican y se propagan a través de ramificaciones a las dendritas de las células de Purkinje. Estas fibras paralelas formar miles de sinapsis excitatorias- Gránulo de células y las células de Purkinje sobre las dendritas intermedio y distal de las células de Purkinje utilizando glutamato como neurotransmisor.

Las células granulosas de la capa 4 de la corteza cerebelosa reciben impulsos de entradas desde el tálamo y transmiten impulsos de entradas a lo largo para viajar en gran medida a las capas supragranular 2-3, sino también a las capas infragranular de la corteza cerebral.

[5] Es el plano superior del lóbulo temporal.

[6] Circunvalación parietal ascendente.

[7] Es la cara interna de los lóbulos temporal y frontal y en la región más anterior de la corteza insular.

[8] Los mediadores químicos pueden ser: estado hidroeléctrico, glucemia y hormonas.

[9] El término motoneurona o neurona motora hace referencia, en vertebrados, a la neurona del sistema nervioso central que proyecta su axón hacia un músculo o glándula.

[10] Conocido también como la Vía corticoespinal primaria.

[11] La memoria de trabajo es un tipo de memoria de corto plazo en la que interviene la corteza prefrontal, sede de las funciones ejecutivas. Nos permite integrar percepciones instantáneas producidas en períodos cortos y combinarlas con el recuerdo de experiencias pasadas (Kandel, 2007).

[12] Está ubicada en la tercera circunvolución frontal del hemisferio izquierdo, en las secciones opercular y triangular del hemisferio dominante para el lenguaje.

[13] Su papel fundamental radica en la decodificación auditiva de la función lingüística (se relaciona con la comprensión de las palabras); función que se complementa con la del Área de Broca que procesa la gramática.

[14] son estructuras que se encuentran por debajo de la tribuna del cuerpo calloso en la parte delantera de la lámina terminal (la capa de materia gris en el cerebro que conecta el quiasma óptico y la comisura anterior, donde este último se continúa con la lámina rostral) , compuesto por neuronas de tamaño medio agrupadas en grupos: medial, lateral y posterior.