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Unidad 1. Innovación en Neurodidáctica Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios Introducción La neurodidáctica es una disciplina que estudia cómo aprende el cerebro y como optimizar el pr...

Unidad 1. Innovación en Neurodidáctica Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios Introducción La neurodidáctica es una disciplina que estudia cómo aprende el cerebro y como optimizar el proceso de aprendizaje basándose en los conocimientos provenientes de la neurociencia. Contribuye a la ciencia de la educación proporcionando una visión más integral y holística del ser humano, teniendo en cuenta los aspectos cognitivos, emocionales, sociales y culturales. Además, ofrece estrategias de enseñanza basadas en evidencia que promueven el desarrollo de las habilidades y potencial de los estudiantes, así como su motivación, creatividad y bienestar. La neurodidáctica es una disciplina nueva y dinámica que tiene como objetivo crear un diálogo interdisciplinario entre la neurociencia, la educación y otras ciencias relacionadas. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Objetivo General Comprender la forma en la que funciona el cerebro del estudiante, los procesos mentales que se llevan a cabo dentro del proceso enseñanza aprendizaje, para mejorar la eficacia del aprendizaje a través de estrategias y métodos de enseñanza más efectivos que fomenten la motivación y el interés por el aprendizaje. Objetivos Específicos Conocer la estructura de la neurona para comprender los procesos sinápticos implicados en la neuroplasticidad. Comprender mejor cómo funciona el cerebro de los estudiantes, incluyendo cómo procesan la información, cómo retienen el conocimiento y cómo se produce el aprendizaje. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios 1.1 Introducción a la Neurodidáctica y su Relevancia en la Educación Actual El concepto de neurodidáctica puede ser establecido como la rama de la pedagogía que se sustenta en el conocimiento del funcionamiento del cerebro humano, para desarrollar estrategias de aprendizaje y metodologías eficientes para este desarrollo. La neurodidáctica es una disciplina surgida de la convergencia de la neurociencia, la psicología y la educación cuyo objetivo es comprender y optimizar el proceso de aprendizaje basado en la actividad cerebral. El término neurodidáctica fue introducido en 1988 por los alemanes Friedrich y Preiss, quienes propusieron un nuevo enfoque de la educación que combinaba los avances de la neurociencia con métodos de enseñanza. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica En la educación moderna la neurodidáctica puede ayudar a adaptar las características y necesidades de cada estudiante, respetando los ritmos y estilos de aprendizaje, así como estimular el desarrollo integral del cerebro, con la integración de emociones, la cognición y la creatividad. Fomentar el aprendizaje activo, cooperativo, motivado y aportando al pensamiento crítico. También promueve el bienestar físico, mental de los alumnos y maestros con la creación de ambientes positivos y saludables. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Los inicios de la neurodidáctica se basan en el nacimiento y desarrollo de la neurociencia, la cual ha evolucionado con el aporte de autores como Ivan Pavlov por sus investigaciones sobre la habituación y la sensibilización. Pasando por Alfred Binet y Theodore Simon quienes realizaron en 1905 el primer test de inteligencia. En 1932 Edgar Douglas y Charles Sherrington reciben el premio nobel por estudios sobre las funciones de las neuronas. Un gran aporte a la neurociencia fue el realizado en los estudios de Henry Hallet y Otto Loewi sobre la transmisión química de las neuronas. En 1969 se define como termino Neurociencia a través de la creación de la Society for Feurosciencie. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica La neurodidáctica fue acuñada en Alemania por los autores Gerhard Friedrich y Gerhart Preiss en 1988. El 'padre oficial' de la neuroeducación es Gerhard Preiss, profesor de Didáctica en la Universidad de Friburgo (Alemania). Combinando la investigación del cerebro y las prácticas pedagógicas para mejorar el proceso de enseñanza y aprendizaje, aunque no fue inmediato, el desarrollo histórico de la neurodidáctica fue rápido. Esto está relacionado con los avances revolucionarios en neurociencia que se produjeron durante 1974, con los avances en la interpretación y el diseño de imágenes cerebrales. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Existen varios autores que definen la neurodidáctica y aportan con características indispensables para que su aporte sea eficaz en el desarrollo del proceso enseñanza - aprendizaje: La neurodidáctica, se puede definir como la especialidad que estudia la optimización del desarrollo del cerebro que ayuda a aprender con todo el potencial que cada persona tiene. De acuerdo con otros autores la neurodidáctica se puede posicionar como un elemento de referencia para comprender los procesos cerebrales en el aprendizaje. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica El supuesto inicial con el que se parte para el análisis de la neurodidáctica es que el estudiante es el protagonista, manteniendo un desempeño vigoroso. La neurodidáctica por tanto se ocupa principalmente del proceso de aprendizaje del cerebro y de cómo se puede enseñar de forma más eficaz utilizando este conocimiento. En consecuencia, se han desarrollado nuevas técnicas y tácticas educativas para mejorar la enseñanza del aprendizaje. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica 1.2 Principios de la Neurociencia Es importante tener en cuenta que existe una importante interrelación entre la neurociencia y la neurodidáctica, sabiendo que la neurociencia cumple con la tarea fundamental de explicar el actuar de millones de células nerviosas en el cerebro creando conductas y como estas tienen influencia del medio ambiente. Por su parte la neurodidáctica estudia la optimización del aprendizaje basado en funciones cerebrales. (Ocampo D. 2019:25) Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica De acuerdo con Forés A. (2018: 15-20) Los pilares en los que se basa la neurodidáctica son los siguientes: Los principios en los que se basa la neurociencia son los siguientes: El cerebro es el órgano más complejo del organismo y el eje rector de la realización de las actividades y marca patrones de conducta, cuando se odia, se ama, se discute, se olvida, etc., se crea actividad de los 86.000 2.1 Somos millones de neuronas, número que puede varias de acuerdo con cada seres únicos e persona, pero este número no es tan importante como el número de irrepetibles. conexiones que se establezcan que puede ser de 200 billones. Este número de conexiones que se crea a partir de las experiencias diarias y de los procesos educativos, puede proporcionar mayor plasticidad neuronal y reserva cognitiva. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica La influencia de los progenitores sobre el cerebro de sus hijos comienza antes de ser concebidos, y durante la adolescencia y juventud, aun cuanto no se hayan planteado ser padres. 2.2 Influenciar no significa determinar. Los estilos de vida de los futuros padres y madres pueden proporcionar cambia a nivel de epigenoma de sus células sexuales, óvulos y espermatozoides. Esto puede conllevar cambios de la construcción del cerebro de sus hijos. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Uno de los síntomas de que el embrión está preparando su cerebro se ve en su piel que se denomina ectodermo y esto ocurre unos 18 días después de la fecundación, aunque puede tardar varios meses en ser un 2.3 Antes de cerebro funcional. nacer preparamos el Las células comienzan a cambiar y desplegando un surco que se cierra cerebro. formando el tubo neural, y la cabeza se empieza a ensanchar por capas de células y estas células se convierten en neuronas que establecen conexiones entre sí. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Al nacer se cuenta con aproximadamente la mitad de las neuronas que cuando se llega a la edad adulta, por lo que comienza un proceso de creación de nuevas neuronas hasta los 3 a 4 años que ya se cuenta 2.4 Después todas las neuronas necesarias y el crecimiento de las neuronas se llama de nacer, más plasticidad neural. conexiones. Comienza el proceso de crear conexiones y desechar lo que no se usa a lo que llamaremos podado sináptico, esto es un proceso de nuestro aprendizaje lo que quiere decir que, al acostarnos, nuestro cerebro va a ser diferente que al despertarnos. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica El cerebro de los niños es una esponja que asimila todo, por lo que el 2.5 Ventanas ambiente que se crea para el adecuado desarrollo de los infantes, en el de ámbito familiar-social y educativo ayudara con formación de las oportunidad. conexiones sinápticas y a su capacidad de adoptarse a su entorno. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica 1.3 Fundamentos de la Neurodidáctica La Neurodidáctica se basa en tres fundamentos esenciales los cuales son la plasticidad cerebral, neuronas espejo y emociones. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica 3.1 La plasticidad cerebral Se la puede catalogar como una rama de la Neurociencia, es la forma en que las neuronas son capaces de incrementar sus conexiones con otras neuronas como resultado de la experiencia, el aprendizaje, la sensibilidad y la capacidad de crecer. La plasticidad cerebral puede entenderse como un proceso interno del cerebro que se produce como resultado de estímulos y eventos diarios acumulados a lo largo de la vida. Por ello, queremos incluir el campo fenomenológico en la construcción del conocimiento, especialmente en el campo de la educación. Ante esta necesidad, es importante plantearse la pregunta: ¿cómo se obtiene nueva información? Esta pregunta es demasiado amplia para intentar una respuesta, por esto es importante el estudio de la neurodidáctica para reflexionar de los diferentes aportes al aprendizaje y a los métodos necesarios para poder desarrollar eficazmente los procesos de enseñanza. (Fernández et. al 2019:1-4) Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica 3.2 Neuronas espejo Las neuronas espejo dan una explicación neurofisiológica razonable, por primera vez en la historia, de formas complejas de comprensión e interacción social. Permitiendo reconocer las acciones de los demás, también se puede reconocer y comprender el propósito de otras personas. Durante mucho tiempo se ha considerado imposible aprender objetivos dinámicos porque se consideraban demasiado "mentales" para aprenderlos instrumentalmente. Que se utilizó en este tipo de experimento. ¿Cómo sabemos que otras personas sienten lo mismo por nosotros? Los filósofos han reflexionado sobre el "problema de otras mentes" durante siglos, pero con pocos resultados. Ahora cuentan con herramientas científicas concretas con las que trabajar. Los hallazgos sobre las neuronas espejo les dan a ellos y a cualquier persona interesada en cómo entendemos a otras personas algo en qué pensar. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Existen cientos de grupos de células especializadas en el cerebro, que se denominan neuronas espejo, su fin es principalmente permiten lograr entender a los demás, algo que, aunque muy sutil, es bastante útil, siendo estas diminutas células los milagros por los cuales podemos atravesar el día. Son el núcleo del modo en el que afrontamos nuestro día a día y nos ayudan a vincularnos con los demás desde el punto de vista emocional y mental. Son estas neuronas las que nos ayudan a tener empatía, también son las que se activan cuando besamos a alguien dándonos la percepción de leer las expresiones faciales de alguien, siendo gracias a las neuronas espejo que se cimientan la empatía. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica 3.3 Las Emociones Las estrategias de enseñanza concernientes con la gestión de las emociones se deben presentar en forma sencilla, que sea relevante para los docentes y plantear ejemplos aplicables e innovadores para aplicar en el aula. A la hora de enseñar es importante tener en cuenta que la motivación, la repetición no mecánica sino reflexiva y el uso de diversas estimulaciones multisensoriales y entornos resonantes son la base para consolidar nuevos aprendizajes. El estado emocional de los estudiantes es la base del aprendizaje, lo que significa que los profesores deben ser plenamente conscientes de que deben ser capaces de interpretar estas emociones y estimular aquellas emociones que inciden positivamente en la adquisición y retención de conocimientos. A su vez, los estudiantes aprenden a gestionar sus emociones, lo que supone promover de forma consciente el desarrollo de la inteligencia emocional.(Benavidez et al, 2019:25-26) Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica En 1872 Charles Darwin indicaba que “las emociones pueden constituir un lenguaje y un poderoso instrumento de comunicación utilizados por casi todas las especies entre ellas incluido el hombre”. Por lo que las personas podemos utilizar el lenguaje emocional, que se le considera el lenguaje más antiguo, es el tipo de leguaje que avisa de forma precaria, sin sofisticación y sin palabras, del peligro, hambre, para evitar conflictos, etc. Esto por las posturas del cuerpo, expresiones faciales, siendo un método de comunicación rápido que ha adoptado el hombre en el trascurso de su existencia. Es importante entender el origen de las emociones y su significado para el individuo dentro del proceso de evolución y construcción del cerebro humano a lo largo de millones de años. Siendo en su sentido más amplio, las emociones refieren a mecanismos que utilizan los individuos para sobrevivir y comunicarse. (Mora, 1999:23-24) Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios 1.4 Neuroplasticidad y aprendizaje: cómo el cerebro cambia con la experiencia La neuroplasticidad es un proceso que ejecuta cambios orgánicos y eficaces en nuestro cerebro luego de que se tenga un accidente cerebral traumático, siendo estos cambios positivos, negativos o que no tengan relevancia. El cerebro tendrá la capacidad de reorganizar conexiones neuronales, vías y podrá crear nuevas neuronas. Los mecanismos de neuroplasticidad dependen del proceso que los origine, en donde se desarrollen, y la forma en la que se produzcan, algunos de los mecanismos de la neuroplasticidad son: supersensibilidad de denervación, ramificación, regeneración de fibras, células nerviosas, neurotransmisores. (Guadamuz et. al, 2022:2-3) Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Existen complicaciones cerebrales que impiden que el proceso de neuroplasticidad se ejecute adecuadamente, como la esclerosis múltiple al ser una enfermedad en la cual aparecen lesiones desmielinizantes y neurodegenerativas. El Alzheimer también al ser degenerativo neuronal por la proteína precursora del amiloide, la que crea exceso o falta de producción de péptido βA. Estas enfermedades son de relevancia para analizar como existe afectación al desarrollo del aprendizaje y los aspectos fisiológicos, así como los intrincados mecanismos del proceso de neuroplasticidad en nuestros cerebros. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica 1.5 La Neurona La neurona es la principal célula del sistema nervioso, tiene la condición de responder a estímulos, generando un impulso nervioso, el cual se transmite de una neurona a otra, también a un músculo o glándula. El número de neuronas que contiene el cerebro es de más de Figura 1. La Neurona, Fuente: Graphics RF, 2019 100.000.000.000. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica De acuerdo a Córdoba (2005: 1-15) “las neuronas son células muy especializadas y en su morfología pueden ser divididas en cuatro partes para fines descriptivos: cuerpo celular o soma que cumple la función de centro metabólico; las dendritas, estructuras encargadas de recibir señales de otras células; el axón, se extiende a partir del cuerpo celular y conduce información a otras neuronas, por último las terminales presinápticas que constituyen la región de la neurona que permite la comunicación con otras neuronas a través de estructuras especializadas llamadas sinapsis”. En el sistema nervioso, además de neuronas hay otras células, llamadas en conjunto células de glía o neuroglia (puede haber 10 veces más que neuronas). Hay muchos tipos y son fundamentales para el buen funcionamiento del sistema nervioso Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Las células gliales se dividen en tres categorías: 1. Los oligodendrocitos y las células de Schwann que forman la mielina, una membrana que sirve de aislamiento y se involucra en la transmisión del sistema nervioso central y periférico. 2. La microglía, formada por células que dan respuesta a un daño o enfermedad cerebral, activando una respuesta inflamatoria las bridas celulares o detritus. 3. Astrocitos, cuya forma es estrellada. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Según estudios de García (2003:2) “los astrocitos están estrechamente vinculados con las neuronas en procesos como: la recaptura de neurotransmisores liberados durante la transmisión sináptica”. Recientes reportes sugieren que las células gliales tienen otras funciones además de las antes mencionadas, tales como; regulación de la excitabilidad neuronal, control de microcirculación cerebral y la reconstitución de los contactos sinópticos, para el funcionamiento del cerebro es esencial la comunicación entre células gliales y las neuronas. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) fue médico especializado en histología y anatomía patológica que obtuvo el premio Una neurona recibe los impulsos nerviosos Nobel en Medicina y Fisiología en 1906. siempre a través de sus dendritas, y los Desarrolló la teoría neuronal, que mantenía transmite a través de su axón a otras que el tejido nervioso estaba compuesto de neuronas u órganos efectores. billones de células independientes dispuestas sin contacto directo entre ellas, pero con capacidad para comunicarse. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica 1.5.1 Partes de la neurona 5.1.1 Cuerpo celular (soma): Es una parte de la neurona y contiene el núcleo, que aloja el material genético de la célula. El soma realiza funciones metabólicas esenciales para la célula. 5.1.2 Dendritas: Son ramificaciones que se extienden desde el cuerpo celular, reciben señales de otras neuronas y transmiten estas señales hacia el cuerpo celular. 5.1.3 Axón: Este cubierto por un material aislante o vaina de mielina, constituyen las fibras nerviosas. La vaina de mielina permite la conducción rápida del impulso nervioso. Figura 2: Partes de la Neurona. Fuente: Asu, Edu. 2017. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Muchas neuronas poseen una vaina de mielina que acelera la propagación del Cuando el potencial de acción alcanza el extremo de la neurona impulso nervioso. Si la vaina provoca la liberación de ciertas moléculas llamadas de mielina se deteriora, las neurotransmisores, que se acumulan en vesículas sinápticas. neuronas son disfuncionales, Los neurotransmisores son liberados y se fijan en receptores de ya que el impulso nervioso se otra neurona, músculo o glándula, provocando un nuevo transmite lentamente o impulso nervioso, la contracción muscular o la secreción de una incluso no se transmite, es la sustancia. causa de enfermedades como la esclerosis múltiple. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Terminal axónica: Al final del axón, se encuentra una estructura especializada conocida como el botón terminal o terminal axónico. Aquí, la señal eléctrica se convierte en una señal química llamada neurotransmisor. Vesículas sinápticas: En el botón terminal, las vesículas sinápticas almacenan neurotransmisores. Estos neurotransmisores son liberados en la sinapsis (el espacio entre una neurona y la siguiente) cuando la señal eléctrica llega al final del axón. (Anadón, 1995: 1-21) Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica 1.5.2 Neurotransmisores Los neurotransmisores son sustancias químicas que desempeñan un papel fundamental en la comunicación entre las células nerviosas o neuronas en el sistema nervioso. Estas sustancias transmiten señales eléctricas y químicas en el proceso sináptico, que son las conexiones entre las neuronas, lo que facilita la transmisión de información y la regulación de diversas funciones del cuerpo. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios Tabla 1. Esquema de Neurotransmisores Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica 1.5.3 Mecanismo de acción general de los neurotransmisores Cuando se libera de la neurona, un neurotransmisor que ha sido sintetizado y almacenado en la vesícula sináptica se une a un receptor de otra neurona, un músculo o una glándula. Esta unión temporal separa, degrada y luego se recupera. Numerosas drogas influyen en estos procesos, lo que provoca efectos psicológicos, físicos y de otro tipo, como dependencia y tolerancia. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios 1.6 La Sinapsis Los estímulos que recibe la neurona se transforman en señales eléctricas o potenciales de acción. El potencial de acción es la unidad de información del sistema nervioso que viaja a lo largo de la membrana del axón sin cambiar su magnitud. Para que esta información sea integrada y analizada por otras partes del sistema nervioso, se deberán transmitir los potenciales de acción a otras neuronas. (Mendoza, G., et al. 2022: 11-24); Figura 3. La sinapsis. Fuente: Tu guía de aprendizaje: 2022. (Tenorio, G. sf:1-33). Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Hay aproximadamente 100 mil millones de neuronas en el cerebro humano. El proceso La sinapsis se clasifica en: sinapsis sináptico es necesario para que se comuniquen eléctrica y sinapsis química. En la sinapsis entre sí. Sherrington se refirió por primera vez a eléctrica, la corriente eléctrica se transporta estos lugares como sinapsis en 1897. Contacto directa y pasivamente de una neurona a especializado neurona-neurona. Este enlace en otra gracias a los canales especializados particular está especializado. El botón sináptico de las membranas que conectan las dos en un extremo del axón hace contacto funcional neuronas. (Mendoza, G et al. 2022: 11-24). con otro tipo de célula o neurona. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica En este tipo de sinapsis, el potencial de acción fluye desde la neurona presináptica a la postsináptica mediante el traspaso directo de los iones que generan la despolarización. (Mendoza, G et al. 2022: 11-24). Los iones se trasladan mediante canales llamados uniones en hendidura (gapjunctions). Esta unión permite que la transmisión del impulso pueda ser bidireccional, ya que ambas membranas pueden Figura 4. Sinapsis Eléctrica. Fuente: Tu guía de despolarizarse y estimular la neurona contigua. aprendizaje: 2022. (Mendoza, G et al. 2022: 11-24). Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Permiten una comunicación rápida que puede ayudar a sincronizar la actividad de un grupo de neuronas y se encuentran en el músculo cardíaco, el músculo liso visceral y el sistema nervioso central (SNC). En la sinapsis química, la comunicación entre las neuronas se produce gracias a sustancias químicas especializadas (neurotransmisores). (Mendoza, G et al. 2022: 11-24). a) Síntesis y almacenamiento de neurotransmisores. Bases de la transmisión sináptica b) La descarga de neurotransmisores es la opción. química Para que se produzca la c) La asociación de un neurotransmisor con un receptor y una transmisión sináptica se deben reacción eléctrica o química en la neurona postsináptica. realizar las siguientes acciones: d) Eliminación de neurotransmisores por la hendidura sináptica. (Mendoza, G et al. 2022: 11-24) Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios  Innovación en Neurodidáctica Permiten la transmisión de señales eléctricas desde el axón de una neurona presináptica a una neurona postsináptica, una fibra muscular o una glándula. El impulso nervioso que atraviesa la célula presináptica y llega al axón o terminal sináptico en este tipo de sinapsis da como resultado la liberación de neurotransmisores. Estas sustancias se difunden en una pequeña región entre las neuronas que forman sinapsis, conocida como espacio sináptico. Un cambio en el potencial eléctrico resulta de la unión de los neurotransmisores Figura 5. Sinapsis Química. Fuente: Apuntes Química 1: liberados a receptores particulares en la membrana 2019 plasmática de la neurona postsináptica. Todos los derechos reservados © Universidad Hemisferios