TEMA 1: EDUCACION Y APRENDIZAJE

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1 TEMA 1: EDUCACION Y APRENDIZAJE ESQUEMA 1. El aprendizaje como elemento nuclear de la educación. 2. El cerebro, órgano del aprendizaje Principales estructuras cerebrales Hemisferios cerebrales Interconexión cerebral. 3. Las neuronas, unidades de acción del cerebro. 4. Naturaleza y producción del aprendizaje. EL APRENDIZAJE COMO ELEMENTO NUCLEAR DE LA EDUCACIÓN EDUCACIÓN Desarrollo personal plenificación, excelencia personal, optimización, etc. Conseguido por el sujeto en relación con el entorno APRENDIZAJE Se manifiesta en habilidades, destrezas y formas de interactuar con el entorno Son una totalidad integrada e interconectada, pero no estática, sino dinámica en continuo cambio Educación Guiar los aprendizajes Excelencia personal Conocer las bases de Aprendizaje CEREBRO El desarrollo de la persona, se entiende en términos de aprendizaje, de modo que el desarrollo presentado por un individuo en un momento dado se corresponde con el conjunto de aprendizajes logrado por el sujeto como resultado de su historia de interacción con el medio. Estos aprendizajes se expresan a través del comportamiento exhibido por el individuo, que pone de manifiesto determinadas habilidades, destrezas o formas de interactuar con el entorno. Los distintos aprendizajes están interconectados entre si formando un sistema integrado, único y global. La persona constituye, por tanto, un todo indivisible cuyo estado de desarrollo se corresponde con un conjunto de aprendizajes organizados como un sistema único y, como tal, interacciona con el ambiente. La consideración de áreas de desarrollo (de aprendizaje) obedece a parcelaciones arbitrarias que sólo son posibles en el terreno de la abstracción. En realidad, solamente existe un sistema global y el tratamiento de un grupo de aprendizajes como una variable diferente a otras variables (grupo o conjuntos de aprendizajes) sólo 1

2 se corresponde con cortes o parcelaciones convencionales de ese todo, fluctuantes en función de múltiples intereses y situaciones. El sistema no se corresponde con un conjunto de aprendizajes estable, sino que se trata de un sistema dinámico y en continuo cambio, que permanentemente está modificándose como resultado de su continua interacción con el ambiente. De la interacción de la persona con el medio van surgiendo, continuamente, nuevos aprendizajes que, al integrarse en el sistema, dan como resultado su evolución permanente. La fuerza de la educación radica, en la posibilidad de guiar los aprendizajes en la línea del desarrollo hacia la excelencia personal o, si se quiere, en la del crecimiento convenientemente a un mayor éxito adaptativo. El aprendizaje constituye el elemento nuclear de la educación, los conocimientos sobre su naturaleza, sobre cómo y dónde se produce, sobre su conservación y recuperación, sus condicionantes y peculiaridades a lo largo de su ciclo vital, son por tanto necesarios para todo profesional de la educación, independientemente de su cometido concreto y del contexto en el que se ha de realizar su labor. EL CEREBRO: ORGANO DEL APRENDIZAJE El cerebro es el órgano en el que tiene lugar el aprendizaje y en el que se asientan nuestras facultades mentales. Está ubicado dentro de la cavidad craneal, y en su estado adulto pesa alrededor de 1,4 Kg, que supone aproximadamente un 2% de peso corporal. Es el órgano metabólicamente más activo por lo que requiere un extraordinario aporte sanguíneo. PRINCIPALES ESTRUCTURAS CEREBRALES: EL CEREBRO ÓRGANO DEL APRENDIZAJE Bulbo Raquídeo ROMBENCÉFALO Protuberancia o Puente Cerebelo ESTRUCTURA MESENCÉFALO Formación Reticular Sustancia gris periacueductal Núcleo Rojo Sustancia Negra Colículos inferiores Colículos superiores PROSENCÉFALO Tálamo Hipotálamo Ganglios basales Sistema límbico Corteza cerebral Lóbulos occipitales, temporales, parietales y frontales. 2

3 PRINCIPALES ESTRUCTURAS CEREBRALES 3

4 VISTA DE ALGUNAS ESTRUCTURAS CEREBRALES DESDE SUCESIVOS CORTES TRANSVERSALES LA CORTEZA CERBRAL EN VISION LATERAL Y CORTE TRANSVERSAL 4

5 PRINCIPALES AREAS DE LA CORTEZA CERBRAL. VISTA LATERAL INQUIERDA ROMBENCÉFALO: cerebro posterior Bulbo Raquídeo Regulación del sistema cardiovascular La respiración El tomo muscular Protuberancia o Puente Regulación del sueño y activación Expresiones faciales Cerebelo Coordinación motora a partir de la información: visual, auditiva, vestibular y somatosensorial Su lesión = movimientos bruscos y poco coordinados; incluso mantenerse en pie También con algunos aspectos de la atención, y la secuencia temporal de acontecimientos 5

6 CEREBRO POSTERIOR O ROMBENCEFALO: se sitúa en la parte posterior del cráneo en posición próxima a la médula espinal. o BULBO RAQUÍDEO: parte más caudal del tronco del encéfalo. Es la zona de conexión entre el cerebro y la medula espinal. Controla la regulación del sistema cardiovascular, la respiración y el tono muscular. o PROTUBERANCIA O PUENTE: se encuentra por encima del tronco encefálico inmediatamente por encima del bulbo raquídeo y conectado con el cerebro. Regula el sueño y la activación y las expresiones faciales. o CEREBELO: Situado en la parte posterior del encéfalo, detrás del tronco cerebral. Se ocupa de la coordinación motora a partir de la información visual, auditiva, vestibular y somatosensorial. MESENCÉFALO: cerebro medio Formación Reticular Sueño y nivel de activación Activación, tono muscular Neuromoduladores Sustancia gris periacueductal Control de ciertas frecuencias del movimiento Núcleo Rojo Lleva información del cerebro a la médula espinal Sustancia Negra Implicada en el sistema motor Colículos inferiores Implicada en el sistema auditivo Colículos superiores Implicada en los reflejos visuales MESENCEFALO: Se sitúa por encima de las protuberancias o puente y engloba las siguientes estructuras: FORMACION RETICULAR: está formada por cerca de un centenar de diminutos núcleos o subestructuras que se configuran en forma de una pequeña red. Recibe información desde varias áreas sensoriales y proyecta información hacia el tálamo, la corteza cerebral y médula espinal. Tiene que ver con el sueño y el nivel de activación, atención, tono muscular, el movimiento, y varios reflejos autonómicos. Además en esta estructura se producen neuromoduladores, que son sustancias químicas que modulan o alteran las funcionan de otras neuronas en distintas zonas del cerebro. SUSTANCIA GRIS PERIACUEDUCTAL: se trata de una pequeña estructura formada por somas neuronales alrededor del acueducto cerebral entre el tercer y cuarto ventrículo. Intervine en el control de ciertas secuencias de movimientos. 6

7 NUCLEO ROJO: constituye una pequeña formación neuronal implicada en el sistema motor, que lleva información desde el cerebro a la medula espinal SUSTANCIA NEGRA: está implicada en el sistema motor, constituida por neuronas dopaminérgicas COLICULOS INFERIORES: Son dos pequeños salientes del tronco del encéfalo que están involucrados en el sistema auditivo. COLÍCULOS SUPERIORES: son otros dos pequeños salientes del tronco del encéfalo situados inmediatamente sobre los colículos inferiores. Forman parte del sistema visual y tienen fundamentalmente que ver con los reflejos visuales y con las reacciones ante estímulos en movimiento. PROSENCÉFALO: cerebro anterior Tálamo Estructura desde la que sale la mayor parte de la información recibida por la corteza Papel importante en la atención y en la regulación del sueño Hipotálamo Regula el sistema nervioso autónomo y el endocrino (la temperatura corporal, el ritmo cardiaco, la tensión arterial el hambre y la sed, etc. Ganglios basales Intervienen en el control y planificación del moivmiento Papel importante en el aprendizaje Sistema límbico Se encuentra el hipocampo y las amígdalas Corteza cerebral Lóbulos occipitales PROSENCÉFALO Alojan la corteza visual primaria que procesa la infomración visual procedente de los ojos Lóbulos temporales Procesan la información auditiva Comprensión del lenguaje Reconocimiento de caras, números y palabras Procesos de aprendizaje Lóbulos parietales Integración de la información sensorial Procesamiento visoespacial, razonamiento matemático y la atención Recibe información sobre: tacto, presión, temperatura,dolor. Lóbulos frontales Planificación de la conducta, el razonamiento, la memoria, etc. 7

8 Constituye la mayor parte del cerebro e incluye las siguientes estructuras: TÁLAMO: se trata de dos lóbulos de gran tamaño situados en el centro del cerebro que están conectados entre si por haz de fibras nerviosas denominado masa intermedia. Recibe la información de diferentes zonas, como las áreas sensoriales o el cerebelo, y transmite información a la corteza cerebral. Desempeña un relevante papel en la atención y en la regulación del sueño. HIPOTÁLAMO: está situado debajo del tálamo y es de un tamaño mucho menor que éste. Regula el sistema nervioso autónomo y el sistema endocrino, a partir de células neurosecretoras, que producen hormonas que son transportadas hacia las glándulas hipofisiarias: la adenohipófisis y la neurohipófisis. GANGLIOS BASALES: se trata de un conjunto de núcleos subcorticales: o Núcleo caudado o Globo pálido o Putamen o Núcleo accumbens: tiene un papel fundamental en el aprendizaje al estar ligado a los sistemas de recompensa y extender esta información al resto del cerebro Que se sitúan en el lado externo al tálamo. Intervienen en el control y planificación del movimiento y están estrechamente conectados con el cerebero, cerebro medio, la corteza cerebral y la médula espinal. SISTEMA LÍMBICO: se encuentra en la parte interna anterior del lóbulo temporal de la corteza cerebral. Se compone por o Cuerpos mamilares o Hipocampo: papel importante en la producción del aprendizaje y consolidación de la memoria o Crcunvolución del cíngulo o Amígdala: interviene en la expresión de las emociones o Septum CORTEZA CERBRAL: Es la mayor estructura del cerebro. Está rodeada por su parte externa por tres membranas llamadas meninges, y está plegada sobre sí misma formando surcos y circunvoluciones. Convencionalmente se ha dividido en 8 lóbulos 2 lóbulos occipitales: esenciales para la visión 2 lóbulos temporales: procesan la información auditiva y relacionados con la comprensión del lenguaje, el reconocimiento de caras, números y palabras, y con los proceso de aprendizajes, entre otras actividades. 2 lóbulos parietales: tienen que ver con la integración de la información sensorial, el proceso visoespacial, el razonamiento matemático y la atención 2 lóbulos frontales: involucrados en la planificación de la conducta, el razonamiento, la memoria de trabajo y la actualización de la memoria 8

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10 HEMISFERIOS CEREBRALES E INTERCONEXIÓN CEREBRAL Unidos por el cuerpo calloso Separación de funciones: Derecho: pensamiento no verbal, intuición, creatividad, emoción Izquierdo: lenguaje, pensamiento, lógica, racionalidad Ambos trabajan de manera conjunta. Neuroplasticidad millones de neuronas y un billón de glías Una neurona puede conectar con neuronas 4 millones de fibras neuronales: 2,5 aferentes, 1,5 eferentes 100 millones de fibras, una es aferente o eferente el cerebro está conectado y en comunicación permanente consigo mismo Red interna: tres grandes ordenaciones topológicas Sistema tálamocortical Conexiones que enlazan la corteza con diversas estructuras subcorticales Fibras que parten desde pequeños núcleos reuronales situados en el tronco y el hipotálamo, alcanzando la totalidad de las estructuras cerebrales El cerebro se divide en dos mitades anatómicamente muy parecidas. El hemisferio cerebral izquierdo y el derecho, que están comunicados por el cuerpo calloso, por otras conexiones de menor entidad. Actualmente, los conocimientos científicos indican que los dos hemisferios trabajan de manera conjunta en relación con cualquier tarea cognitiva, aunque cada uno de ellos consiga una mayor eficiencia en determinadas características de la tarea. INTERCONEXIÓN CEREBRAL. El cerebro humano es la estructura mas compleja del universo conocido. Se estima que contiene unos millones de neuronas, de ellas, casi un tercio en la corteza, y un billón de células gliares. Las neuronas están conectadas entre sí y cada neurona individual puede llegar a establecer la conexión hasta con otras neuronas. Las conexiones interneuronales se realizan a través de fibras nerviosas y su elevado numero, tantas como conexiones, hace que el total de fibras constituya la mayor parte de la masa cerebral. Nuestro cerebro esta conectado y en comunicación permanente consigo mismo, que se estructura en torno a 3 grandes ordenaciones topológicas. 1. SISTEMA TALAMOCORTICAL: formado por conexiones en la que están implicadas neuronas de la corteza y del tálamo. 2. Conexiones de haces de fibras largas y paralelas, que enlazan directamente con la corteza con diversas estructuras subcorticales como el cerebelo, los ganglios basales y el sistema límbico. 3. Fibras que parten desde pequeños núcleos neuronales situados en el tronco encefálico y en el hipotálamo y que de manera ramificada y ampliamente distribuida alcanzan, prácticamente, la totalidad de estructuras cerebrales. 10

11 LAS NEURONAS AFERENTES EFERENTES INTERNEURONAS EXCITADORAS INHIBIDORAS Las neuronas son células especializadas en recibir y transmitir información, y es esta actividad la base de toda actividad cerebral, de modo que cualquier actividad cerebral es el resultado de la acción combinada e integrada de determinadas neuronas o unidades de acción del cerebro. En función del remitente de la información o del destinatario de la misma, se pueden distinguir tres tipos de neuronas: AFERENTES O SENSORIALES: reciben información desde el exterior del cerebro, desde los órganos sensoriales EFERENTES: transmite información fuera del cerebro hacia los órganos efectores, fundamentalmente músculos (neuronas motoras) y glándulas. INTERNEURONAS: cuya información proviene y se dirige desde y hacia otras neuronas. Desde el punto de vista de los efectos que su comunicación causa en la neurona destino se dividen en 2 tipos: EXITADORAS: cuyo mensaje favorece la activación de las neuronas destinatarias para que éstas, a su vez, envíen comunicación a otras. INHIBIDORAS: cuyo mensaje dificulta la activación de las neuronas destinatarias. 11

12 12 ESTRUCTURAL NEURONAL En toda neurona cabe distinguir tres partes: SOMA CELULAR: contiene el núcleo con el ADN y también es el lugar donde se produce la síntesis de proteínas. DENDRITAS: son extensiones del cuerpo celular en forma de ramificaciones de longitud variable AXÓN: es una fina prolongación del cuerpo celular que tiene como función la salida de información desde la neurona La MIELINACION es el aislamiento de los axones mediante la mielina, tiene una gran importancia para la actividad cerebral, dado que posibilita los axones una velocidad de transmisión que puede llegar a ser hasta 100 veces superior a la de los axones no aislados. Las neuronas se comunican entre sí a través de las sinapsis. Una SINAPSIS es el punto de conexión entre un botón o terminal axómico de la neurona transmisora (neurona presináptica) y un botón o terminal dendrítico de la receptora (postsináptica). Ambos terminales no llegan físicamente a tocarse, sino que entre ellos queda un pequeño espacio al que se denomina HENDIDURA SINAPTICA. Cuando una neurona es suficientemente estimulada, se abren determinados poros que permiten la entrada de iones positivos como el sodio. El cambio eléctrico se denomina POTNCIAL DE ACCION, y viaja desde el cuerpo celular a través del axón y cuando alcanza los botones o terminales axiómicos provoca que una serie de vesículas liberen en la hendidura sináptica unas sustancias químicas llamados NEUROTRANSMISORES, que cruzan la hendidura sináptica y se unen a receptores específicos de ese NT situados en el botón terminal dendrítico de la neurona postsináptica. NT EXCITADORES + NEURONA EXITADORA / NT INHIBIDORES + NEURONA INHIBIDORA

13 NATURALEZA Y PRODUCCIÓN DEL APRENDIZAJE Aprendizaje: Modificación de estructura y funcionamiento neuronal con consecuencia sobre la actividad adaptativa del individuo en el medio físico y social en que vive Circuito neuronal o REPRESENTACIÓN SINAPTOGÉNESIS NEUROGÉNESIS - NEUROPLASTICIDAD El nivel de comunicación o de activación interneuronal es el fenómeno responsable de la formación de nuevas sinapsis: SINAPTOGENESIS, y del fortalecimiento o debilitamiento de otras ya existentes, y de la eliminación de aquellas no utilizadas. La activación experimentada por las neuronas de determinada área cerebral favorece el nacimiento de nuevas neuronas: NEUROGÉNESIS. Todas estas posibilidades de cambios anatómicos y fisiológicos se conoce como PLASTICIDAD NEURONAL O NEUROPLASTICIDAD, y es la base el aprendizaje. 13

14 EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN Respecto de cada uno de los siguientes enunciados indique si es verdadero o falso rodeando con un círculo la letra (a ó b) que precede a la alternativa correspondiente. 1. El programa Mind, Brain, and Education está siendo desarrollado por la Harvard Graduate School of Eduation de Estados Unidos. 2. La International Mind Brain and Education Society fue creada en Los Informes PISA han sido realizados por la Comunidad Europea. 4. El bulbo raquídeo forma parte del cerebro medio. 5. Una de las principales funciones de la actividad cerebelar tiene que ver con la coordinación motora. 6. El sistema endocrino está regulado por el tálamo. 7. El núcleo accumbens forma parte de los ganglios basales. 8. La amígdala interviene de manera decisiva en la expresión de las emociones. 9. El cuerpo calloso conecta los dos lóbulos del tálamo. 10. Las neuronas aferentes reciben la información desde el exterior del cerebro. 11. La salida de información desde la neurona se produce por el axón. 12. La sustancia aislante que recubre los axones es la melanina. 13. En estado de reposo las neuronas tienen respecto del exterior carga eléctrica negativa. 14

15 14. La probabilidad de que la neurona postsináptica experimente un potencial de acción aumenta con la entrada de iones positivos. 15. Los circuitos de reentrada posibilitan el intercambio continuo de señales paralelas entre áreas del cerebro con conexiones recíprocas. 16. La formación de nuevas sinapsis se conoce con el nombre de neurogénesis. 17. La neuroplasticidad se refiere a la posibilidad de cambios anatómicos y fisiológicos en el cerebro. 18. La plasticidad neuronal tiene lugar durante toda la vida. 19. Los aprendizajes en el cerebro están organizados como un sistema integrado, único, y global. 20. El sistema de aprendizajes de un individuo es inalterable. Soluciones a los ejercicios de autoevaluación ACTIVIDADES RECOMENDADAS 1. Sobre un mapa del cerebro, sitúe Vd. las estructuras del cerebro posterior estudiadas en el Capítulo. 2. Ídem respecto de las estructuras del cerebro medio. 3. Ídem respecto de las estructuras del cerebro anterior. 4. Dibuje sobre un mapa del cerebro las tres grandes ordenaciones topológicas de la interconexión cerebral. 5. Dibuje dos neuronas en conexión sináptica y señale las principales estructuras de cada una de ellas. 6. Realice un resumen escrito del proceso de comunicación sináptica. 7. Argumente, en forma de ensayo, el carácter central o nuclear del aprendizaje en el concepto de educación. 15

16 8. Realice una exposición escrita, utilizando sus palabras, acerca de la naturaleza y producción del aprendizaje. 9. Haga un listado con aquellas cuestiones tratadas en el Capítulo que más le han llamado la atención. Respecto de cada una de ellas, responda: Por qué le ha llamado la atención especialmente? Qué conocimientos, creencias o ideas previas tenía al respecto? 10. Como profesional o futuro profesional de la educación, Qué le ha aportado este Capítulo en orden a la mejora de la educación? Arguméntelo en forma de ensayo. 16