1a. Lectura Cerebro y Cognición

DEPARTAMENTO DE DISEÑO ACADÉMICO

Material elaborado para el Diplomado a Distancia «Cerebroy Cognición. Innovaciones para la Acción Docente» por Lic.Katherine González Coria, Lic. Rosalba Ortega González, Lic.Sandra Lorena Padró Torres.

CAPÍTULO 1

EL FUNCIONAMIENTO DEL CEREBRO

Abril, 2005

C E R E B R O Y

O G N I C I Ó N . INNOVACIONES PARA LA ACCIÓN DOCENTE

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Material elaborado para el Diplomado a Distancia «Cerebro y Cognición. Innovaciones para la Acción Docente»,por: Lic. Katherine González Coria, Lic. Rosalba Ortega González, Lic. Sandra Lorena Padró Torres

Contenido

I. El funcionamiento del cerebro

1.1. Neuronas .............................................................................................................................

1.2. Células glial ........................................................................................................................

1.3. Mielina .................................................................................................................................

1.4. Señales nerviosas ................................................................................................................

1.4.1.Potencial en reposo ...................................................................................................

1.4.2.Potencial en acción ....................................................................................................

1.5. Neurotransmisores .............................................................................................................

1.5.1.Aminoácidos .............................................................................................................

1.5.2.Monoaminos ..............................................................................................................

1.5.3.Péptidos ......................................................................................................................

1.5.4.Neurotransmisores y comportamiento ..................................................................

1.6. Anatomía del cerebro .........................................................................................................

1.7. Topografía del cerebro ......................................................................................................

1.7.1.Cerebro posterior ......................................................................................................

1.7.2.Cerebro medio ...........................................................................................................

1.7.3.Cerebro anterior ........................................................................................................

1.8. Hemisferios cerebrales ......................................................................................................

1.9. Los lóbulos del cerebro .....................................................................................................

1.9.1 Desarrollo de los lóbulos y aprendizaje ................................................................

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1.1 NEURONASLas células del cerebro que han llamado másla atención son las neuronas. Neurona sim-plemente significa célula nerviosa. Hastahace poco se pensaba que el cerebro no po-día generar nuevas neuronas. Pero en inves-tigaciones recientes se ha mostrado que en elárea del hipocampo hay evidencia de nuevascélulas.

Antes del nacimiento el cerebro producecerca de 250,000 neuronas por minuto. Al nacer,tenemos cerca de 100 billones de neuronas yaunque mantenemos el número, las neuronaspueden perder su poder de conexión. Si lasneuronas no son usadas en el momentoapropiado durante el desarrollo del cerebro,su habilidad para hacer conexiones se pierde.

Sin embargo, no debemos preocuparnos poresas conexiones perdidas, ya que las quequedan serán suficientes para aprendercualquier cosa que queramos durante el restode nuestra vida.

Algunos investigadores han dicho queusamos entre el 10 y el 20 por ciento de nuestrocerebro. Sin embargo, actualmente se sabe queutilizamos todas las áreas del cerebro, aunqueno todo su poder de procesamiento.

¿Qué es el aprendizaje y cómo ocurre en elcerebro? Los neurocientíficos definen el apren-dizaje como dos neuronas que se comunicanentre sí. Se dice que las neuronas han aprendi-do cuando una neurona manda un mensaje aotra. A continuación se describe el proceso.

Durante la década de los noventa, lasinvestigaciones acerca del funcionamiento del

cerebro tuvieron gran auge. El mayor avance enlas investigaciones neurobiológicas se debe al uso de

las técnicas de imagen avanzadas como la tomografía axialcomputarizada, la tomografía por emisión de positrones y la

tomografía por resonancia magnética nuclear. Estos recursos hanpermitido que los investigadores observen las estructuras y los proce-

sos metabólicos in vivo. Gracias a estas técnicas se han podido comprobar teo-rías tempranas sobre cómo funciona el cerebro y en dónde se realiza cada fun-

ción en particular, así como la composición química de las células y losneurontransmisores, la transmisión eléctrica de la información a lo largo de las

sendas nerviosas y la distribución de la sangre durante la actividad del cerebro.El cerebro es un órgano fascinante. Como el resto de cuerpo está com-

puesto de células, pero las células del cerebro son diferentes de otras.Aunque el cerebro está compuesto por diferentes tipos de célu-

las nos centraremos en las neuronas y en las células glialque son las que intervienen en el aprendizaje.

I. EL FUNCIONAMIENTO DEL CEREBRO

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Una neurona tiene tres partes básicamente: elcuerpo de la célula, las dendritas y el axón.Nuestra mano podría ser una representaciónde una neurona. El cuerpo de la neurona puedeser comparado con la palma de la mano. Lainformación entra al cuerpo de la célula através de apéndices llamados dendritas,representados por los dedos. Las dendritasestán en constante movimiento buscandoinformación. Si la neurona necesita mandarinformación a otra neurona, la información esenviada por el axón. La muñeca y el brazorepresentan el axón. Cuando una neuronamanda información a través del axón, éste real-mente nunca toca a la otra neurona. El mensajeviaja del axón a las dendritas a través delespacio l lamado sinapsis. Cuando lasneuronas hacen conexiones, las dendritasaumentan y las sinapsis se fortalecen.

Si tenemos 100 billones de neuronas ennuestra cabeza, eso significa que deben sermuy pequeñas. Imaginen que en una cabezade alfiler caben 30,000 neuronas. Además cadaneurona puede estar relacionada con otras5,000 a 10,000 neuronas. El cerebro tiene cercade un cuatrillón de conexiones nerviosas.

El proceso de comunicación entre neuronas es electroquímico: la actividad dentro de la neuronaes eléctrica, pero el mensaje se vuelve químico al viajar entre las neuronas. Los químicos sonllamados neurotransmisores. Más adelante se hablará acerca de este tema.

Las n e u r o n a s s eencuentran en laporción superiordel cerebro llamadoneocortex. A las seriesde neuronas que seconectan entre sí seles llama red neural.Entre más se utiliceesta red, las conexio-nes se harán más fuer-tes, es decir, lassinapsis, o espacios,

se volverán más fuertes. Cuando las neuronas se excitan constantemente, al estar en comunica-ción unas con otras, las dendritas y los axones se acostumbran a estar relacionados, y las conexio-nes se realizan con mayor facilidad. Esto se puede comparar con un camino en un bosque. Laprimera vez que alguien hace un camino, éste es áspero y denso; la siguiente vez que se

Fig 1. Neurona

Fig. 2. Comunicación Neuronal

C u e r p oC e l u l a r

Axón

D e n d r i t a

Un mensaje viaja a través delas dendritas hasta el cuerpocelular.

Baja por el axón

«Nada» a través de la sinapsis hacialas dendritas de otra neurona.

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camina por él es más fácil porque se ha pisa-do la hierba y se han movido los obstáculos;y así cada vez se volverá más plano y suave.De manera similar, la red neural se vuelvecada vez más eficiente, y los mensajes viajanmás rápido.

La teoría de la potenciación a largo plazosugiere que cada vez que una neurona disparainformación a través de la sinapsis, lamemoria de esa información es codificadaexponencialmente. Esto significa que lainformación es aprendida múltiples vecescada vez que es practicada. La señal cambia elpotencial de la neurona receptora que ahoraaprende más rápido.

Durante el primer año de vida, el cerebro haceconexiones neuronales a una velocidad enorme.Algunos científicos piensan que después delos dos primeros años, el cerebro nuncavuelve a aprender tan rápido. ¿Qué sucededurante este periodo? El cerebro conecta alniño con su cuerpo. Hace las conexiones parael movimiento, la visión y la audición. El bebétambién hace las conexiones con la primerapersona que lo cuida. Usando sus propiossonidos y movimientos, el niño se comunicacon aquellos que atienden sus necesidades.

Comienza a reconocer las voces tan bien comosus expresiones. Y rápidamente aprendecuáles sonidos le proporcionarán la atencióndeseada.

Como el cerebro es muy inmaduro al nacer, letomará entre 18 y 20 años completar susconexiones. Y como seres sociales cadaindividuo deberá conectarse a una cultura ya una sociedad específicas. Cada parte delcerebro se desarrollará a su propio ritmo y endiferentes momentos.

1.2 CÉLULAS GLIALEl segundo tipo de células del cerebro, lascélulas glial, apenas han comenzado a tenerla atención que merecen. Las células glial sonlas células que nutren a las neuronas. Glialsignifica “glue” (que en inglés quiere decirpegamento) y los neurocientíficos les handado este nombre por buenas razones. Laprimera función de las células glial es asistira la migración de las neuronas durante eldesarrollo fetal del cerebro. Sus fibras sirvencomo cuerdas para las neuronas que guían sucamino hacia el cerebro. Las células glialalimentan a las neuronas, adhiriéndose a ellaspara mantenerlas nutridas. Gracias a las célulasglial, la comunicación se vuelve más rápida yfácil. Entre más sean usadas las neuronas porel cerebro, más células glial necesitarán. Dehecho, cuando los investigadores estudiaronel cerebro de Albert Einstein encontraron unagran cantidad de células glial en determinadasáreas. Más de las que nunca habían encontradohasta entonces en esas mismas áreas en otroscerebros estudiados.

A diferencia de las neuronas, las células glialse pueden reproducir en la mayoría de lasáreas del cerebro, de tal forma que podemostener tantas como necesite nuestro cerebro.

1.3 MIELINAOtra sustancia que los neurocientíficos hanestudiado es la mielina. Es una sustancia grasaque cubre los axones de las neuronas. LaMielina actúa como aislante y permite quelos mensajes viajen más rápidamente sinninguna pérdida de transmisión. Existen dosteorías que describen la producción y la libe-ración de la mielina.

Una de ellas, apoyada por la neurofisiólogaCarla Hannaford (1995), dice que la mielina se

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adhiere al axón con el uso. Es decir, que cadavez que una neurona se enciende, es cubiertapor una capa de mielina. Si la neurona es partede una red de neuronas que se enciende amenudo, el axón será mielinizado por unadensa capa, y como en el caso del camino enbosque por el que se camina constantemente,

el camino neuronal será cada vez más fluido yrápido. Otros investigadores, como JaneHeally (1994), argumentan que lamielinización de las neuronas es un procesoque comienza con el nacimiento. De acuerdoa esta teoría, el cerebro libera mielina por eta-pas, comenzando por las partes más bajas delcerebro. La última parte del cerebro que esmielinizada es el córtex prefrontal detrás dela frente. Esta área está involucrada en laplaneación, en la toma de decisiones y en ellatienen lugar muchas otras habilidades depensamiento de alto orden. Esta área tam-bién está relacionada con la memoria decorto plazo.

Es posible que ambas teorías sean correctas.Para apoyar esta postura se pueden presentarlos siguientes argumentos:

* Estadio sensoriomotor (del nacimiento a los 2años). En esta etapa el niño interactúa física-mente con su ambiente. Se forma algunasideas acerca de la realidad y cómo funciona.* Estadio pre-operacional (2 a 7 años). En estaetapa el niño todavía no es capaz de pensarde manera abstracta. Necesita situaciones físi-cas concretas.

Estadios de Piaget y etapas de desarrollo del cerebro

Sensoriomotor (del nacimiento a los 2 años)

Los cuatro estadios del desarrollodel niño de Piaget

Las cuatro etapas de mielinizacióny desarrollo del cerebro

Sistemas motor grueso y visual

Pre-operacional (2 a 7 años) Adquisición del lenguaje

Operaciones concretas (7 a 11 años) Manipular ideas y pensamientos

Operaciones formales (11 a 15 años) Pensamiento de alto orden

* Operaciones concretas (7 a 11 años). En estaetapa el niño ha acumulado suficientesexperiencias para empezar a conceptualizar ysolucionar algunos problemas abstractos, aun-que todavía aprende mejor haciendo.* Operaciones formales (11 a 15 años). En estaetapa el proceso de pensamiento del niño hacomenzado a ser como el de un adulto.

Fig. 3 Neurona con Mielina

Axón

Capa de Mielina alrededordel Axón

El desarrollo del cerebro desde el nacimiento hasta el final de la adolescencia es paralelo alos estadios identificados por Jean Piaget. Los investigadores que creen en la liberaciónde la mielina por etapas coinciden con los estadios del desarrollo de Piaget.

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Los niños tienen diferentes intereses, éstossurgen del ambiente que los rodea. Cualquieraque sean las razones, el que las neuronas seenciendan causa el aprendizaje.

Las diferencias en el desarrollo de los niñosson grandes. Si estas diferencias se deben a laherencia o al ambiente es algo que aún sesigue discutiendo. Aún si la mielina es liberadapor etapas o a través del uso de las neuronas,los niños siguen mostrando diferencias.

La mielina es un factor en el desarrollo delcerebro y del aprendizaje. Es posible queambas teorías sean correctas. Tiene sentidoque mientras el cerebro use continuamente susredes de neuronas, la transmisión de lainformación sea más veloz. También tienesentido que mientras sus cerebros se desa-rrollan, los niños experimentan enormescambios.

1.4 SEÑALES NERVIOSASLos caricaturistas frecuentemente dibujan unfoco encima de la cabeza de un personajecuando tiene una idea. Estos dibujos enrealidad tienen algo de cierto. El cerebro tienesuficiente energía eléctrica para encender un focode 25 watts. Como se mencionó anteriormente, elproceso de comunicación de las neuronas eselectro-químico. La parte eléctrica tiene lugardentro de la neurona.

Toda materia tiene propiedades eléctricas. Lascargas eléctricas se llaman iones, y pueden serpositivos o negativos. Los iones en el cerebroson sodio, potasio (cada uno con una cargapositiva), calcio (con dos cargas positivas) ycloruro (con una carga negativa). Algunasmoléculas de proteínas cargadas negativa-mente también están presentes. Las neuronasestán rodeadas por una membrana celular que

Para jane Healy el periodo de mayor libera-ción de mielina es durante la adolescencia.Cuando esto ocurre el niño tiene mayor facili-dad para tomar decisiones, planear el futuroy resolver problemas.

Aunque Piaget sugiere que esta etapa ocurreentre los 11 y los 15 años, las investigacionesmuestran que esto puede variar de unindividuo a otro. De hecho los profesoresde secundaria pueden darse cuenta quemuchos estudiantes de 2º grado aún noalcanzan esta etapa, e incluso que algunos nolo hacen sino hasta el final de la preparatoria.Sólo 50% de la población adulta alcanzan estaetapa completamente.

La memoria de corto plazo no alcanza su ca-pacidad hasta los 15 años. La capacidad de lamemoria a corto plazo en un cerebro totalmentedesarrollado tiene siete chunks de información.A la edad de 3 años, el espacio existe sólo enun chunk. Con el descubrimiento de investi-gadores como Le Doux (1996) acerca de que lamemoria de corto plazo se ubica en los lóbulosfrontales, la última área mielinizada, se explicapor qué el desarrollo incompleto de loslóbulos frontales debido a la falta de mielinapuede influir en la memoria de corto plazo.

Muchos estudiantes tienen dificultades con lashabilidades del pensamiento de alto orden. Aunqueniños de todas las edades tienen algunashabilidades para sintetizar, abstraer y evaluar,algunos niños tienen más dificultad que otros.Darse cuenta de que esta dificultad se debe ala falta de mielina puede hacer que la frustra-ción disminuya en los niños y que los adultostraten de ayudarlos.

La transferencia fluida de información de neuronaa neurona depende en gran medida de la mielina.

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1.4.2 Potencial de Acción.Cuando un estímulo químico provoca laabertura de los canales del sodio, los ionesde sodio cargados positivamente son empujadosdentro de la neurona que está cargadanegativamente, entonces la neurona se vuelvemás positiva. Este estado llamado potencial enacción despolariza la neurona. Los milivotiosdentro de la neurona se incrementan ycuando el voltaje es de cerca de 55 milivoltiosnegativos la neurona se enciende. Esteencendimiento siempre es de una mismamagnitud.

Se dice que el potencial de acción expresa laactividad del todo o nada porque la respuestadel axón a un estímulo es absoluta o no existe.Este cambio en el voltaje provoca una salidade energía eléctrica que manda la carga haciael axón, a través de la sinapsis y a las dendritasde la neurona receptora. Ahora un mensaje hasido enviado. Cuando los canales de potasio seabren de nuevo, el potasio es expulsado de lacélula y la neurona vuelve al potencial en re-poso.

permite que algunos iones pasen y otro no. Laabertura en la membrana de la célula se llamacanal. Mientras algunos canales permanecenabiertos, otros sólo se abren en respuesta a unaestimulación química.

1.4.1 Potencial en Reposo.Cuando una neurona no está mandando unaseñal, el área dentro de la neurona tiene máscarga negativa de iones, y el área fuera tienemás carga positiva de iones. A esto se le llamapotencial en reposo. En este nivel los iones depotasio pasan a través de los canales fácilmente,pero los de cloruro y sodio tienen muy pocoscanales para pasar, y los iones de proteínas notienen ninguno. Todos los iones quierenatravesar la membrana, pero como sólo elpotasio cargado positivamente lo puedehacer fácilmente, el exterior de la neuronapermanece con una carga positiva y el interiorcon carga negativa. Este balance mantiene a laneurona en reposo. En ese momento, la cargaeléctrica negativa dentro de la neurona es decerca de 70 milivoltios y la carga eléctrica posi-tiva en el exterior es de 70 milivoltios.

Fig. 4 Neurona en reposo

Membrana Celular

++

+

+

+

++

Canal del Ion

Canal del Ion→

→

Canal del Ion→Canal del Ion →

+

Fig. 5 Neurona Activa

Canal del Ion

Canal del Ion

Canal del Ion

Canal del Ion

Membrana Celular

→

→

→

→

→++

+

+

+

+

+

+

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1.5 NEUROTRANSMISORESNuestro cerebro funciona con químicos.Los científicos han identificado por lo menos60 diferentes químicos en el cerebro yseguramente existen más. Algunas vecesse hace referencia a estos químicos comopéptidos o neurohormonas, pero la mayoría delos investigadores los llaman neurotransmisores.Estos neurotransmisores son influidos pornuestras acciones y nuestros pensamientos.También podemos influir en ellos por losalimentos que comemos. No debemossubestimar su valor ni su efecto sobre nosotros.

Los neurotransmisores son químicos quellevan información de una neurona a otra.Recordemos que la transmisión dentro de laneurona es eléctrica y la transmisión entreneuronas es química. Los impulsos eléctricosproducen pequeñas vesículas en el axón de laneurona que libera los neurotransmisores, quenadan a través de la sinapsis (el pequeñoespacio entre neuronas) para fijarse a lasdendritas de la neurona receptora.

Este efecto ha sido comparado a una cerraduray una llave. Como una llave, losneurotransmisores encajan en un pequeñositio receptor en las dendritas. Cadaneurotransmisor tiene su tipo especial dereceptor y no puede encajar en otro. Esimpor tante hacer notar que algunosneurotransmisores son excitatorios, que causanque la siguiente neurona se encienda; y otrosinhibitorios, que hacen que la acción se detenga.Las neuronas pueden recibir ambos tipos demensajes simultáneamente. Entonces surgeuna cuestión de poder. Si el neurotransmisorexcitatorio tiene más receptores que elneurotransmisor inhibitorio, la neurona seencenderá.

Cuando una neurona recibe un mensajerepetidamente, el efecto es llamadoreforzamiento de la sinapsis. Los sitiosreceptores se incrementan en número,dándole al mensaje químico más áreas parafijarse. La eficiencia se incrementa y latransmisión se vuelve más rápida y fácil. Estees un acontecimiento deseable cuando setiene que aprender información importante yla práctica guía al cerebro para procesarfácilmente esa información. Pero es unasituación indeseable, como en el caso del usode drogas. Cuando una persona usa drogasadictivas, el cerebro también crea sitiosreceptores para las moléculas de las drogas.La abundancia de estos sitios receptores pro-voca dificultades físicas para dejar las drogas.Después de un tiempo, si los sitios receptoresno son usados (seguido del abandono de lasdrogas y la rehabilitación), el cerebro los podao los reemplaza.

A medida que el cerebro realiza y fortalece susconexiones, los factores externos puedeninfluirlo fácilmente. Estos factores puedenincluir sustancias adictivas, tan simples comolos alimentos que consumimos.

Fig. 6 Axón-Sinápsis-Dendritalos caminos son eléctrico a químico a eléctrico.

Dendritas

Dendritas

Sinapsis

Sinapsis

Dendritas

Axón

Axón

Axón

Sinapsis

Dendritas

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afectan también que nuestras neuronas seanencendidas. Sherry comió alimentos con altocontenido de carbohidratos, de los cuales secree que causan la liberación de la serotoninaque es un neurotransmisor inhibitorio. Esteinhibidor provoca sueño. Es por eso que ellano está tan alerta como lo necesita para hacerel examen. Sean, por el otro lado, ingirióalimentos altos en proteínas. Las proteínasevitan que la serotonina sea liberada, lo cualpermite estar alertas y concentrados.

Por otra parte, es probable que los rollos decanela tuvieran también una gran cantidad degrasa. La grasa se digiere más lentamente queotros alimentos. Por lo tanto, una grancantidad del suministro sanguíneo se ocupa enel proceso digestivo. Ella necesitaba que lasangre estuviera en su cerebro para realizar lasconexiones que ella necesitaba. Esto tambiénpudo haber afectado su desempeño.

Preparen, Apunten, Fuego.¿Qué podría pasar si todas nuestras neuronasse encendieran al mismo tiempo? Podríamosprobablemente volvernos locos en el momentoen q u e n u e s t r o c e r e b r o t u v i e r a q u eexperimentar cada pieza de informaciónt a n t o recibida como almacenada. Lacombinación de neurotransmisores, los queevitan y provocan la acción de encendido,es lo que hace que los mensajes viajen a lasáreas apropiadas del cerebro y lo que nos ayudaa que el mundo tenga sentido. Esta combina-ción es la que nos ayuda a “poner atención”o a “bloquear” un estímulo.

Una buena analogía para este fenómeno es lamarquesina de un teatro, de las que tienen unagran cantidad de focos y cambian los patronespara formar diferentes palabras. Si muchos delos focos están encendidos el mensaje no es

Es el día de la gran prueba. Sherry se levantatemprano para estudiar. Revisa sus notas mien-tras camina por su cuarto. En la regadera ellacontinúa repasando las listas de informaciónque debe memorizar para el examen final.Mientras se viste mira su libro y las tablas quedebe aprender. Su madre la llama a desayu-nar.

Sherry lleva sus apuntes a la mesa. Se dacuenta que no tiene mucha hambre, mira lacomida hasta que ve los rollos de canela, susfavoritos. Toma dos y sale por la puerta. Ellaespera poder estudiar con sus amigos antes delexamen.

Un escenario similar tiene lugar en la casa deSean. Él ha estado estudiando durante unahora antes de desayunar. Como Sherry, llevasus apuntes a la mesa y continúa revisándolos.Él, sin embargo, decide desayunar unos hue-vos revueltos, pan tostado y un vaso de leche.Toma sus libros y se dirige a la escuela paraseguir estudiando.

Treinta minutos más tarde, ambos estudiantesse encuentran realizando sus exámenes,repitiendo la información que ellos decíanhaber estudiado. Sean está alerta y trabajabien. Sherry empieza a sentirse con sueño.Busca información en su cabeza, ella sabeque está ahí, pero tiene problemas paraencontrarla. Toma su cabeza con sus manosy bosteza repetidas veces.

¿Somos los que Comemos?¿Cuál es la diferencia entre estos dosestudiantes y su habilidad para resolversu examen? Es muy posible que sean losalimentos que consumieron. Muchos inves-tigadores sugieren actualmente que somoslo que comemos. La comida que consumimospuede afectar los neurotransmisores que sonliberados en nuestro cerebro, y por lo tanto

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claro. Si ninguno de los focos está encendido,el mensaje no existe. Pero si la combinacióncorrecta de focos se enciende, el mensaje esclaro. De la misma manera, si el patróncorrecto de neuronas está encendido y lasotras no, la información estará fácilmentedisponible para el cerebro y tendrá sentido.El cerebro está siempre en busca de signi-ficados y patrones.

La formación y acción de los neurotrans-misores incluye los siguientes pasos:

1. Las enzimas actúan sobre sustanciasespecíficas dentro de la célula para producirun químico -el neurotransmisor- en la neurona.2. Estos nuevos neurotransmisores sintetizadosse almacenan en vesículas.3. La activación de la neurona libera losneurotransmisores.4. Las moléculas del neurotransmisorliberadas cruzan las sinapsis y se unen conla neurona receptora en los sitios especialesde recepción.5. La neurona receptora es también activadapor el mensaje, causando que la neurona seencienda, o sea inhibida, evitando que seencienda.6. Las moléculas del neurotransmisorl iberadas son destruidas por enzimas oregresan a la neurona que las envió.

Ahora se hará una revisión de algunosneurotransmisores y cómo afectan al cerebro.Los neurotransmisores generalmente sedividen en t res grupos : aminoác idos ,monoaminos y péptidos.

1.5.1 Aminoácidos.Los dos neurotransmisores aminoácidos quenecesitamos para estar conscientes son elglutamato y el GABA (ácido gamma-aminobutírico) El glutamato siempre lleva unmensaje excitatorio y es, de hecho, elneurotransmisor que prevalece en el cerebro.El GABA siempre lleva un mensaje inhibitorio.

Esta formado, en realidad, por glutamato y unaenzima extra. El GABA existe en las áreas delcerebro relacionadas con las emociones y elpensamiento. El glutamato y el GABA aparecenen la mayoría de las transmisiones de proce-samiento de la información, uno activandociertas neuronas y el otro inhibiendo aquellasque no se necesitan para el mensaje.

Fig. 7 Un claro mensaje

Fig. 8 Clases de Neurotransmisores

Éstos son sólo algunos delos Neurotransmisores queel cerebro debe balancear.

Aminoácidos

Catecolaminas

Monoaminos

GABAGlutamato

SerotoninasEpinefrina

Indoleaminas

Melatonina

Dopamina

Norepinefrina

Acetilcolina

Péptidos

Endorfina

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1.5.2 Monoaminos.Los monoaminos se dividen en dos clases:catecolaminas e indoleaminas. Las catecolaminasincluyen los neurotransmisores epinefrina,norepinefrina y dopamina; y las indoleaminasincluyen la serotonina y la melatonina.

Epinefrina es otro nombre para la adrenalina.Es liberada por las glándulas suprarrenales,localizadas en los riñones. La epinefrina damovimiento al cuerpo en situaciones en quese necesita acción instantánea –como aquellasque se relacionan con miedo o peligro. Asícomo la epinefrina consigue la atención corporal,la norepinefrina consigue la atención delcerebro. Este neurotransmisor excitatorio haceque el cerebro esté alerta.

La función más importante de la dopamina escontrolar el movimiento físico. Esteneurotransmisor inhibitorio es importantepara ejecutar movimientos suaves. Está aso-ciado con la enfermedad de Parkinson, carac-terizada por constante movimiento muscu-lar. La ausencia de dopamina causa estossíntomas. En algunos casos, una droga llama-da L-dopa ayuda a que la producción dedopamina de las neuronas continúe. Ladopamina también está relacionada con la re-gulación del flujo de información en los nive-les más elevados del cerebro. Niveles bajos dedopamina pueden afectar el trabajo de la me-moria, y los niveles altos han sido asociadoscon la esquizofrenia. Los niveles de ladopamina parecen declinar con la edad; loshombres tienden a tener pérdidas más gran-des que las mujeres. La dopamina tiene efec-tos eufóricos que se magnifican por la ingestade alcohol.

La indolamina serotonina es a veces llamadael neurotransmisor del «sentirse bien». Los

investigadores han dedicado mucho tiempoy dinero para estudiar este químico, con impor-tantes resultados. Este neurotransmisor tieneimportantes efectos en nuestras vidas.

Los investigadores descubrieron por primeravez la serotonina en el aparato digestivo, endonde ayuda a la digestión y regula elmovimiento de los grandes músculos lisos.Posteriormente, los científicos localizaron laserotonina en el cerebro y comenzaron apreguntarse si tendría que ver con la fluidezen la transmisión de mensajes en el cerebro, y,en efecto, así es.

El trabajo de la serotonina consiste en distribuirmensajes en todo el cerebro, llevando la infor-mación de una neurona a otra. Por ello es que,generalmente, la serotonina se encuentra en losespacios que existen entre las neuronas.Algunas veces, sin embargo, después deque la serotonina entrega el mensaje a laneurona receptora es absorbida nuevamentepor la neurona que envió el mensaje. Despuésde esto, la serotonina ya no está disponible enla sinpasis para enviar mensajes. Recordemos,de acuerdo a la descripción de la acción de losneurotransmisores que, después de la acti-vación, pueden ser destruidos o regresados ala neurona de origen. Esta reabsorción pudecausar problemas en las futuras transmisiones.

La serotonina es producida en las regionesmás bajas del cerebro justo encima de laespina dorsal. No obstante, las neuronas queproducen serotonina tienen axones muylargos que se extienden por todo el cerebro.La serotonina bien podría ser parte de todomensaje enviado. Si la serotonina se dejacircular, puede estimular a las neuronas porperiodos más largos. Esto permite una mejortransmisión y fortalecer los mensajes.

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Los estudios de investigación acerca de laserotonina han mostrado su poder. La falta de ellaparece mantener a muchas personas «atrapadas»en las áreas emocionales de su cerebro. Estoproduce baja auto-estima y depresión.

Los científicos han desarrollado varias drogasantidepresivas para ayudar a controlar losniveles de serotonina. El hecho de que a estasdrogas se les llame «píldoras de la felicidad»es un error. La drogas antipresivas que sonetiquetadas SSRIs son específicamenteinhibidores de la reabsorción de la serotonina.Esto significa que se inhibe la absorción de laserotonina por ciertos sitios receptores. Nohacen que se produzca más serotonina. Sim-plemente, permiten que más serotonina fluyalibremente en todas las áreas del cerebro.Actúan como corchos y bloquean los canalesde absorción. Comúnmente, esto permite quela información fluya más libremente y haceque la persona se sienta mejor.

La indolamina melatonina es unneurotransmisor que recibió mucha atencióndurante los 90’s. Los comerciales anunciabanque dosis regulares de melatonina podíanhacer que uno se viera más joven, sentirsemejor y dormir bien. Los investigadores hancomprobado que mucha de esta informaciónera falsa. Sin embargo, la melatonina se harelacionado al sueño. Es un químico liberadopor la glándula pineal, que está localizada enel cerebro anterior. Al ser liberada surge unasensación de somnolencia. Nuestro relojbiológico activa la melatonina. Muchosviajeros utilizan suplementos de melatoninapara vencer el miedo a volar.

La acetilcolina forma una clase por sí misma.Aunque no es en realidad un monoaminido,generalmente se le asocia a esta categoría de

neurotransmisores. Es producida en el áreasubcortical sobre el tallo del cerebro y ha sidoencontrada en todo el cerebro, la acetilcolinadirige los movimientos voluntarios einvoluntarios de los músculos. Un hallazgointeresante es que se encuentra en grandescantidades en el cerebro mientras dormimos.Es el químico que provoca muchos de nuestrossueños, y está directamente relacionada con lamemoria. Una investigación reciente sugiereque uno de los propósitos de dormir espermitir que el cerebro practique lo que haaprendido durante el día. La presencia deacetilcolina durante este periodo indica laimportancia de este químico en la consolidacióndel aprendizaje en la memoria de largo plazo.La acetilcolina se forma en el cerebro conayuda de ciertas grasas de nuestra dieta. Lasdietas libres de grasas, podrían, por lo tanto,perjudicar las experiencias de aprendizaje.Una escasez de acetilcolina ha sido ligada auna pobre habilidad para concentrarse, a lamala memoria y a disturbios en los patronesde sueño.

1.5.3 Péptidos.Muchos químicos se han clasificado bajo estácategoría. Sin embargo, uno de ellos sobresa-le: la endorfina. En 1973 dos científicos descu-brieron los receptores de narcóticos en el cere-bro. El hallazgo permitió descubrir que el ce-rebro hace su propia morfina natural. El nom-bre de esta sustancia, llamada morfinaendógena, se convirtió después en endorfina.La endorfina es un anestésico natural delcuerpo y es un poderoso tranquilizador deldolor. La mujer durante el alumbramientoproduce 10 veces la cantidad normal deendorfina. Correr y otras actividades provocanla liberación de gran cantidad de endorfina yla abundancia de ésta provoca una sensaciónde euforia.

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En 1977 los investigadores condujeron unestudio para determinar cómo el nivel deendorfina afectaba el gusto por la música de laspersonas. Los científicos dieron bloqueadoresde endorfina a los participantes en el estudio.Todas estas personas decían tener experienciaspositivas con la música que les causaban sen-saciones placenteras. Cuando la liberación deendorfina fue bloqueada y los participantesescucharon su música favorita algo extrañosucedió. Ellos no disfrutaron la música comogeneralmente lo hacían, pero cuando elbloqueador desapareció, nuevamente surgió elgusto por escuchar la música. La endorfina hasido, por lo tanto, designada como parte delsistema de recompesa del cerebro.

El último químico del cerebro que seconsiderará es el cortisol que es una hormona.Aunque tiene algunos efectos positivos enniveles bajos, puede ser muy tóxico para elcerebro y el cuerpo si los niveles son altos.El cortisol es una sustancia relacionada con elestrés. El hipotálamo provoca su liberacióncuando el cerebro se siente amenazado. Elcortisol junto con la adrenalina, ayudan a larespuesta «huir o luchar».

Nuestras respuestas de estrés no distingueentre el peligro emocional y el físico. Por lotanto, el cortisol puede ser liberado cuando sepresentan trastornos emocionales leves. Elestrés crónico provoca que el cortisol sealiberado en niveles altos que pueden dañarciertas estructuras del cerebro, interrumpiendola transmisión de mensajes de neurona a neu-rona y causando problemas inmunológicos,circulatorios y digestivos.

1.5.4 Neurotransmisores y Comportamiento.Es importante entender la poderosa influenciaque la serotonina, la dopamina, la endorfina y

la norepinefrina tienen sobre el comportamien-to. Altos niveles de norepinefrina pueden cau-sar agresión. Los otros tres neurotransmisorespueden mantener esta conducta bajo control.Los niveles de serotonina, dopamina yendorfina pueden variar por medios como elejercicio, una sonrisa o un gesto de aceptación,o por una relación significativa. Además, esposible, que la influencia más fuerte en la quí-mica del cerebro sea la retroalimentaciónpositiva. La retroalimentación positiva, quese da de diferentes maneras, es esencial parael desarrollo de un buen autoconcepto y unasana autoestima. La serotonina, la dopaminay la endorfina hacen que nuestro cuerpo sesienta bien, ayudan al sistema inmunológicoy contribuyen a transmitir los mensajes demanera rápida y fácil. En cierta medida, no-sotros podemos controlar los niveles de es-tas drogas naturales y podemos afectar los ni-veles de los otros.

En el salón de clases puede ser tan fácil comopermitirle a los alumnos que se levanten y seestiren o hacer algún juego. Cada una de éstases una forma de ejercicio que aumenta larespiración y el ritmo del corazón lo suficientepara que el cuerpo comience a liberar estosquímicos. Estrechar las manos de los estu-diantes puede proporcionar esas muestras deaceptación. Una palmadita en la espalda o tocarel hombro son otras formas de liberar másquímicos. Dar a los estudiantes la oportunidadde formar parte de una relación significativapuede ser un poco más difícil porque el tiempolimita la posibilidad de una relación personalcon cada estudiante. Formar equipos, sinembargo, puede hacer sentir al estudiante partede algo, apreciado y atendido. El cerebroliberara entonces los químicos del “sentirsebien” como la endorfina y la dopamina. Lamúsica es otra forma de desencadenar laliberación de químicos positivos. Los inves-

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tigadores han estado estudiando los efectospositivos de la música en la escuela y en elhogar. Si escuchamos la música que nos gusta,el cerebro libera estos neurotransmisores.Cantar puede hacer lo mismo. Nadie debe serforzado a cantar, pero si se canta en un grupogrande y cada uno se siente confortable, elresultado puede ser un salón lleno de cerebrossanos y felices.

1.6 ANATOMÍA DEL CEREBROEn determinado momento del desarrollo fetaldel cerebro las neuronas emigran a diferentesáreas del cerebro. Algunas son destinadas aser neuronas visuales, otras auditivas y otrasmás forman las diferentes estructuras delcerebro que se examinarán a continuación.Al crecer y desarrollarse el feto, comienza unproceso de maduración en diferentes partesdel cerebro. Algunas maduran completamenteantes del nacimiento y otras continúan sudesarrollo a lo largo de la vida. Aunque elcerebro representa entre el 2% y el 3% del pesodel cuerpo, utiliza entre 20% y 25% de laenergía del cuerpo. Viéndolo de otra manera,esto significa que 1 de cada 4 latidos es usadopor el cerebro. Este maravilloso órgano estáprotegido por el cráneo y por el líquidocerebroespinal.

Algunos modelos del cerebro puedenayudarnos a entender mejor sus funciones.Como el modelo triuno, desarrollado por PaulMaclean a principios de los años 50’s, que hasido utilizado con propósitos educativosdurante los pasados 25 años.

Aunque las investigaciones recientes hanrevelado que este modelo es muy vago, aúnse puede considerar de utilidad, ya que nosayuda a entender, de una manera muysimple, cómo funciona nuestro cerebro. Es

mucho más fácil entender el funcionamientodel cerebro en tres niveles en contraste conlas múltiples capas y estructuras que enrealidad existen.

El modelo triuno de Maclean está basado enla idea de que el cerebro humano ha evolu-cionado a través de los años. Durante esteproceso evolutivo, nuevos cerebros se han

agregado al original, y es por esto que enrealidad tenemos tres cerebros para procesarla información.

a) El tallo del cerebroEl modelo de Mclean comienza con el cerebromás viejo, llamado tallo del cerebro o cerebroreptiliano. El nombre reptiliano viene de laidea de que el primer cerebro que se desarrollóes similar al cerebro de un reptil. No es uncerebro pensante, sino diseñado para lasupervivencia. Toda la información pasa através del tallo del cerebro antes de ir a lasotras áreas del cerebro que tienen que ver conlos niveles más altos de pensamiento. Macleanpensaba que cuando una persona se encuentraen una situación de huir o luchar, el tallocerebral controla el cuerpo.

Fig. 9 Partes del Cerebro

Tallo del cerebro(Supervivencia)

Neocórtex(Pensamiento de

alto orden)

Cerebro límbico(Emociones)

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Se podría decir que el tallo cerebral es el jefedel cerebro. Controla el ritmo cardíaco y larespiración y toma el control en caso deestrés o amenaza excesivos. Esta parte delcerebro hará lo necesario para asegurar lasupervivencia. Por ejemplo, si estamoscruzando una calle y de pronto vemos ungran camión que se dirige hacia nosotros,antes de utilizar altos niveles de pensamientopara analizar el tamaño, la forma o la velocidaddel camión, el tallo cerebral tomará el controly hará que corramos para estar seguros.

b) El cerebro límbicoEl segundo nivel del cerebro triuno de Mcleanes el cerebro límbico o cerebro mamífero. Estaparte del cerebro tiene que ver con las emo-ciones. El cerebro límbico se ha convertidoen una de las áreas más importantes en lasinvestigaciones actuales. Sin embargo, en estemodelo es otro escalón hacia el pensamientode alto orden.

Las estructuras en las que se asienta elcerebro límbico controlan el hambre, la sed,el sueño, las hormonas y las emociones. Poresta razón, esta área busca la homeostasis obalance. Pues sólo cuando se alcanza ciertogrado de balance en esta área, la informaciónpuede fluir al nivel más elevado de la lógica yel razonamiento.

c) El NeocórtexEl tercer y más alto nivel en el modelo delcerebro de Mclean es el neocórtex. Estapalabra literalmente quiere decir nuevacorteza. Es el nivel superior en esta organi-zación del cerebro y está a cargo de todo elpensamiento de alto orden. Aquí es dondela lectura, la planeación, el análisis, la síntesisy la toma de decisiones se realiza. Este niveles crítico en la educación de las personas. Aquí

es donde el cerebro almacenan todos losaprendizajes de la educación.

1.7 TOPOGRAFÍA DEL CEREBROA continuación se hará una revisión sólo deaquellas partes del cerebro que son impor-tantes para entender cómo aprendemos.

El cerebro está dividido en tres secciones:el cerebro posterior, cerebro medio y cerebroanterior. El cerebro posterior incluye el ce-rebelo y la parte más baja del tallo cerebral.El cerebro medio abarca la parte más altadel tallo cerebral. El resto del cerebro esconsiderado parte del cerebro anterior. Éste

comprende el área límbica, el tálamo, elhipotálamo, el hipocampo, la amígdala, eltelencéfalo y el neocórtex.

1.7.1Cerebro PosteriorEl cerebro posterior controla el sistemainvoluntario del cuerpo. Toda la informaciónsensoriomotora entra al cerebro posterior através del tallo cerebral. Dentro de esta estructurareside otra estructura llamada s istemaactivador reticular (SAR). El SAR regula lacantidad del flujo de informaciónsensoriomotora y la retransmite al tálamo, unaestructura del cerebro anterior. El tallocerebral también contiene el puente queregula el sueño y la vigilia. La médula

Fig. 10 Secciones del cerebro.

Cerebro posterior Cerebro medio Cerebro anterior

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oblongada es una estructura del cerebroposterior que controla los latidos del corazóny la respiración.En la parte de atrás del cráneo, el cerebelo sejunta con el tallo del cerebro y con parte delcerebro posterior. El cerebelo ha sido asociadopor largo tiempo con el movimiento y elequilibrio. Estas importantes funciones no hanpodido ser observadas. Sin embargo, losinvestigadores estudian el cerebelo para saberqué otras funciones realiza. Recientemente handescubierto que el cerebelo almacena grancantidad de neuronas y que esta poderosapieza del equipo tiene conexiones neuralescon muchas otras estructuras del cerebro.

El cerebelo ayuda en la formación de lamemoria. Por décadas los investigadores hansabido que el cerebelo aloja la memoria deprocedimiento, que es llamada a veces elmúsculo de la memoria. Esencialmente estoes el «cómo» aprendemos. En el cerebelo sealmacenan los recuerdos de cómo manejar unabicicleta, cómo conducir un auto, cómo saltarla cuerda, cómo nadar, etc. Los científicostambién han descubierto que el cerebelo esdonde están los recuerdos de muchassituaciones aprendidas que se vuelvenautomáticas, pero que no necesariamenteestán asociadas a los músculos. Por ejemplo,el cerebelo almacena el alfabeto después deque lo hemos aprendido, También es probableque aquí se almacenen las tablas de multipli-car, la habilidad para descifrar palabras y losefectos del estímulo-respuesta, como saber losopuestos (si alguien dice «caliente»automáticamente decimos «frío»).

1.7.2 El Cerebro MedioComparado con otras áreas del cerebro, elcerebro medio es relativamente simple. Estapequeña área de la parte más alta del tallo

cerebral controla el movimiento de los ojos yla dilatación de las pupilas.

1.7.3 El Cerebro AnteriorEl cerebro anterior se encuentra en la partesuperior. Esta área cubre el resto del cerebro ycontiene las partes esenciales para el apren-dizaje y la memoria. Aquí la informacióntamizada por el sistema de activaciónreticular continúa su viaje a través de lamente. Lo que suceda con esta informacióndepende del estado emocional, físico eintelectual del aprendiz.

La sección del cerebro anterior en la que seinterconectan la memoria y las estructurasemocionales es llamada área límbica. Esta áreaaloja el tálamo que es del tamaño de una nuez.La mayor parte de la información sensorialpasa a través del SAR al tálamo, para serclasificada y enviada a los lugaresapropiados.El procesamiento de la informa-ción es la función principal del tálamo,

lo cual mantiene al cerebro al tanto de loque pasa en el mundo exterior.Encima del tallo del cerebro y abajo deltálamo se encuentra el hipotálamo. Estaestructura transmite la información interna

Fig. 11 Cerebro Anterior

Cuerpo Calloso

Neocórtex

Hipocampo

GlándulaPineal

GlándulaPituitaria

Telencéfalo

Tálamo

Hipotálamo

Amígdala

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para comunicarlo. Si la recepcionista no estádisponible, se puede marcar el número y es-cuchar el sonido del teléfono indefinidamen-te. La persona con la que se quiere hablarno tiene idea que le están llamando. En lugarde la recepcionista, puede haber unacontestadora que indica qué botones se tie-nen que oprimir para conectarse por uno mis-mo. En este caso, el hipocampo es esa personao máquina que transmite las llamadas.La amígdala se ubica junto al hipocampo. Estaestructura con forma de almendra está conec-tada a muchas áreas del cerebro porque está acargo de la memoria emocional. Al igual queel hipocampo es la estación de transmisión delos hechos, la amígdala es la estación de trans-misión de la información de las emociones. Laamígdala tamiza la información que entra ydetermina si es emocionalmente importantepara almacenarla a largo plazo. Esta parte delcerebro es muy sensible y es relevante en todatransmisión de información. La respuesta dela amígdala a una situación puede afectardrásticamente la reacción a esa situación. Paraentender la diferencia entre las funciones delhipocampo y de la amígdala se puede usar elsiguiente ejemplo. Si estuviéramos viendo unapelícula, el hipocampo nos recordaría lo quevimos y la amígdala cómo nos sentimos conrespecto a eso.

La última estructura que se considerará es eltelencéfalo. Esta capa superior del cerebro estádividida, como muchas de las estructuras, enhemisferio derecho e izquierdo. Los dos he-misferios se comunican a través de una gruesabanda de fibras, llamada cuerpo calloso, quelos conecta. El telencéfalo está cubierto por ungruesa capa llamada córtex cerebral, oneocórtex. Neo significa «nuevo», y muchosconsideran que ésta es la capa más reciente delcerebro en términos del desarrollo evolutivo.

del cuerpo al cerebro. Su trabajo es lahomeostasis. Por ejemplo, si nuestra tempe-ratura es mayor a 37° centígrados, elhipotálamo busca la manera de enfriar nuestrocuerpo. Otras funciones del hipotálamo incluyenla regulación de la función sexual y elcontrol del apetito. Recientemente se anuncianalgunas drogas que afectan al hipotálamo. Elhipotálamo está en estrecha comunicación conla glándula pituitaria. Esta conexión facilita larápida regulación del cuerpo porque lapituitaria hace funcionar el sistema endocrino.Esta regulación incluye ajustar la química delcuerpo en cuestión de milisegundos.

La glándula pineal se ubica cerca de estasestructuras. Su función es regular la liberaciónde los neurotransmisores que regulan el sueño.Durante las horas de oscuridad estimula laliberación de melatonina que produce elsueño. Es por este sistema regulatorio quepuede haber problemas cuando se viaja deuna zona a otra en la que cambia la hora,afectando el horario de sueño de la persona.Existen dos estructuras que son cruciales parael aprendizaje y la memoria: el hipocampo yla amígdala . El hipocampo, con forma decaballito de mar, funciona como un archiveropara la memoria factual, almacenando tantoinformación trivial como importante. Comoen el caso de muchas de las partes del cerebro,existen dos hipocampos, uno en cada uno delos hemisferios. Esta estructura no aloja todoslos recuerdos. Simplemente los cataloga y losenvía a un lugar permanente en otras unidadesde almacenamiento de memoria a largo plazo.Sin uno de los hipocampos no podríamos for-mar nuevos recuerdos a largo plazo. Elhipocampo es comparable a una recepcionistaen una oficina concurrida. Cuando alguienhabla a la oficina y pide hablar con alguna per-sona, la recepcionista oprime botones

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El neocórtex tiene aproximadamente una oc-tava de pulgada de grueso, y si se extendieratendría el tamaño de una hoja de periódicoabierto. Como el neocórtex se tuvo que plegardentro de un pequeño cráneo, esto dio origena los pliegues. Es al córtex a lo que nos referi-mos como «materia gris» aunque en realidades de color café rosado. El resto del telencéfalo,debajo del córtex es la «materia blanca» y estácompuesta de axones, muchos de los cualeshan sido mielinizados dándoles el colorblanco.

El rastro de la información.Ahora que se han revisado las partes más im-portantes del cerebro, seguiremos el rastro quesiguen algunas informaciones a través del ce-rebro. Nosotros tomamos información hacia elinterior de nuestro cerebro por medio delos cinco sentidos. Esta información es fil-trada primero a través del sistema de activa-ción reticular en el tallo cerebral. Despuéspasa al tálamo, la estructura cerebral que clasi-fica la información. Clasificar, significa quesi se determina que la información es vi-sual, entonces es enviada a la parte visual delcórtex; si es auditiva, se manda a la parteauditiva, etc. Cuando la información alcanzael córtex cerebral, esta área que es la más altadecide si debe actuar sobre ella o debe ser al-macenada en la memoria de largo plazo. Si su-cede esto último, la información es enviada delcórtex al hipocampo, donde es catalogada yarchivada. Si la información tiene contenidoemocional, es enviada a la amígdala para un pro-cedimiento similar.

Así es cómo nuestra memoria crece. Así escómo exploramos nuestro mundo, le damossentido y nuestras dendritas se desarrollan.Algunas veces, sin embargo, esto no ocurreexactamente así.

1.8 HEMISFERIOS CEREBRALESComo se mencionó anteriormente eltelencéfalo está dividido en dos hemisfe-rios. Cada hemisferio es responsable delmovimiento del lado opuesto del cuerpo.Esto significa, que el hemisferio derechocontrola el lado izquierdo del cuerpo, y elhemisferio izquierdo controla el lado derecho.Recordemos que la comunicación entre losdos hemisferios se realiza a través de la bandade fibras nerviosas llamada cuerpo calloso.Aunque los hemisferios parecen iguales, sutamaño y sus funciones son diferentes.

Anteriormente se hablaba de que las personaseran hemisferio derecho o hemisferioizquierdo, pero esto en realidad no es verdad.Todos utilizamos nuestro cerebro porcompleto para poder funcionar.Mucho de lo que los investigadores handescubierto acerca de los hemisferios esresultado de cirugías en las que el cuerpocalloso es separado. De estas operaciones losneurocientíficos han descubierto la separaciónde responsabilidades de cada hemisferio. Elhemisferio izquierdo es capaz de analizar,entender por partes. El hemisferio derechocomprende el todo. El hemisferio izquierdoatiende al lenguaje hablado, y el hemisferio

Fig. 12 Hemisferios izquierdo y derecho

cuerpo calloso

LenguajeRazónLógicaMatemáticas

Espacial/InformaciónPatrones VisualesAmbigüedadConcretar Ideas

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derecho al lenguaje corporal. Analizar la música puede ocurrir en el hemisferio izquierdo ydisfrutarla en el derecho. El hemisferio izquierdo es secuencial y orientado al tiempo, elderecho es más espacial y carece del componente del tiempo.

1.9 LÓBULOS DEL CEREBROCada uno de los hemisferios cerebrales está dividido a su vez en cuatro lóbulos: el occipital, eltemporal, el parietal y el frontal.

Los dos lóbulos occipitales (uno en cada hemis-ferio) son la parte posterior del cerebro. Proce-san la información visual. Cuando un estímulovisual es enviado del tálamo, la informaciónse manda a estos lóbulos. Aquí es procesada y elreconocimiento de los objetos vistos ocurre.

Los dos lóbulos temporales están localizados encada lado de la cabeza alrededor de las ore-jas. Estos lóbulos son responsables del oído.

También intervienen en el habla, en el apren-dizaje y en la memoria. El borde superiorposterior de este lóbulo es llamado área deWernicke’s . Aquí los pensamientos se convier-ten en palabras habladas.

Los dos lóbulos parietales están localizados en laparte alta de la cabeza hacia atrás. Cada lóbu-lo parietal recibe sensaciones del lado opues-to del cuerpo. El frente del lóbulo parietal es

Fig. 13 Lóbulos del cerebro

Lóbulo Frontal(solución de problemas)

Ärea de Wernicke´s(lectura)

Lóbulo Temporal(oído)

Corteza Motora(movimiento)

Corteza Sensorial(sentimiento)

Lóbulo Parietal(tacto)

Tallo Cerebral(cuerpo)

Cerebelo(equilibrio)

FormaciónReticular

(sueño-vigilia)

Lóbulo Occipital(vista)

Área de Broca(habla)

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llamado franja sensorial. Aquí es donde el ce-rebro recibe retroalimentación en forma de do-lor, presión, temperatura y tacto.

Los dos lóbulos frontales ocupan gran partedel espacio del cerebro. Cada uno participa enel pensamiento crítico, en la resolución deproblemas, en la planeación y en la toma dedecisiones. Un área en el lóbulo frontal llamadaárea de Brocca es responsable de poner laspalabras habladas en orden. En la parte traseradel lóbulo frontal está la franja motora. Aquíes controlado el movimiento voluntario. Lafranja motora izquierda controla el lado dere-cho del cuerpo, y la franja motora derecha con-trola el lado izquierdo. La porción frontal dellóbulo es llamada lóbulo prefrontal. Esta es elárea a la que muchos investigadores se refie-ren cuando hablan del pensamiento de altoorden.

1.9.1 Desarrollo de los Lóbulos y AprendizajeSi de acuerdo a lo que se comentó al inicio deeste material, los lóbulos frontales son lasúltimas áreas en ser mielinizadas, es importanteentender las consecuencias que esto tienesobre el desarrollo. Nuestro trabajo comoeducadores es difícil porque debemos enseñara todos lo niveles de desarrollo del cerebro.Debemos proporcionar oportunidades paraquienes están preparados para un pensamientode alto nivel , y proveer experienciasconcretas para quienes aún aprenden mejorde esta manera.

Debemos considerar no sólo el desarrollo delos lóbulos, sino también el desarrollo de lasemociones. Los estudiantes que entran alsalón de clases viviendo en el área límbica yoperando desde la respuesta del estrés tienendiferentes necesidades de aquellos que no lohace.

Tal vez esta comprensión básica del cerebropueda sernos de utilidad para comprenderqué es importante en el salón de clases cadadía. Cada educador necesita saber los hechosque se han reunido acerca del desarrollo delcerebro y su funcionamiento. A través deesta información podemos trabajar haciauna mejor comprensión del aprendizaje y lamemoria.

¿Cómo crecen las dendritas? A la habilidad del cerebro para crecer ycambiar se le llama plasticidad. La actividadnerviosa, o su ausencia, causa cambios. Delproceso de cambio surgen cuestiones comoéstas: ¿Cómo saber que está pasando?¿Dónde está la prueba? ¿Puede pasarle acualquiera? ¿Somos demasiado viejos para quenuestro cerebro crezca? En otras palabras, ¿sepueden enseñar nuevos trucos a un perroviejo? Las respuestas a estas cuestionesse encuentran en años de investigaciónde algunos notables neurocientíficos. Aquíse ofrecen algunos ejemplos.

Marian Diamond (1988) de la Universidadde California en Berkeley ha estudiado eldesarrollo cerebral de las ratas por más de 40años, con resultados impresionantes. Ella y suscolegas junto con sus alumnos han conducidoexperimentos en los que colocan ratas enambientes enriquecidos. Utilizan grupos decontrol para hacer verificaciones exactas. Enuna de las pruebas, ella colocó a una rata enuna jaula normal, -sin juguetes. Se le daba aguay comida como a una rata normal de laboratorio.En otra jaula más grande con juguetes secolocó a otra rata. A esta rata se le atendió dela misma manera. También había un grupode 12 ratas en una jaula grande que teníajuguetes como ruedas, pistas y blocks. Unaúltima jaula sin juguetes tenía otras 12 ratas.

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La doctora Diamond llamó a las jaulas conjuguetes ambientes enriquecidos y a las que notenían juguetes ambientes empobrecidos. Elgrupo control para este estudio consistió entres ratas en una jaula pequeña sin juguetes.

Los resultados de estos estudios sonexcitantes. Las ratas en ambientes enrique-cidos (aquellos con juguetes) tenían másconexiones dendríticas que las ratas enambientes empobrecidos, y las ramas de lasdendritas eran más gruesas también. El estudiotambién mostró que las tres ratas del grupocontrol aprendieron más que la rata sola en elambiente enriquecido. Diamond concluyó quelas ratas aprenden más viviendo juntas y aúnmás viviendo juntas en un ambiente enriquecido.Estudios como este guiaron más estudios conratas. El cerebro de las ratas es muy similar ensu estructura al cerebro de los humanos, perocomo tiene menos circunvoluciones es másfácil de medir.

William Greenough de la Universidad deIllinois descubrió que las ratas en ambientesenriquecidos tienen 25% más conexionesentre las neuronas y se desempeñan mejor enlas pruebas. Piensa que las sinapsis sepueden formar en segundos! (Más dendritascrean más sinapsis). Los investigadores hanencontrado pruebas de cambios en los cerebrosde las ratas después de sólo cuatro días. Encuatro días puede ocurrir el crecimiento comoresultado del enriquecimiento y en cuatro díasmás la muerte de las dendritas puede ocurrircomo resultado de la ausencia deestimulación.

Como educadores, la siguiente historia esmuy interesante. En 1985, la doctora Diamondcolocó ratas bebés y ratas adultas en una mismajaula. Ella quería saber si ambas, las ratas

jóvenes y las viejas, podían desarrollar másdendritas. Lo sorprendente fue que las ratasviejas rehusaron dejar jugar a las ratasjóvenes con los juguetes. Las ratas adultasse apropiaron de la jaula y no permitieron quelas ratas bebés jugaran. El resultado fue quesólo las ratas adultas desarrollaron dendritas.¿Por qué es importante esta historia? Cuandoun maestro entra en un salón de clase conequipo de a l ta tecnología como unacomputadora, generalmente es él (la ratavieja) quien muestra a sus alumnos cómo hacerlas cosas. Los estudiantes están sentadosviendo. ¿Quién desarrolla dendritas en estecaso, la vieja rata o los bebés?

Se puede concluir del estudio de Diamond queno es suficiente para los estudiantes estar enambientes enriquecidos. Se necesita ayudarlesa crear esos ambientes y a ser activos en ellos.Otro estudio con ratas que puede ser de graninterés es el siguiente. Durante una visita aJapón para observar a los investigadoresjaponeses, la doctora Diamond se dio cuentaque las ratas japonesas vivían 900 días, lo cuales como 90 años para los humanos. Las ratascon las que ella trabajaba vivían sólo 700 días,lo cual es un lapso de vida esperado para unarata de laboratorio. Intrigada, la doctora

Fig. 14 Efecto del ambiente de las neuronas

Neuronaempobrecida

Neuronaenriquecida

Un ambiente enriquecido produce densas ynumerosas dendritas en las neuronas de ratas

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Diamond buscó cuáles podrían ser las diferenciasentre ambos grupos de ratas. La comida, latemperatura y las jaulas parecían similares enambos casos. Sin embargo, ella notó unadiferencia. En Japón, el asistente de laboratoriosostenía las ratas mientras limpiaban las jaulas.En los estudios de Diamond, las ratas eransimplemente puestas en otra jaula. Ellaconcluyó que tocar y sostener a las rataspodía incrementar el tiempo de vida de lasratas. Además, como las ratas no eran puestasen una jaula extraña mientras la suya eraaseada, sentían menos estrés. Cuando ladoctora Diamond regresó a los EstadosUnidos, instruyó a su asistente de laboratoriopara que sostuviera a las ratas. Las ratasempezaron a vivir más de 700 días y a tenermayor número de conexiones dendríticasque las ratas a las que no se sostenía. Con estose puede concluir que el trato amable puedeaumentar el tiempo de vida y contribuir aldesarrollo del cerebro.

Los investigadores también han realizadovarios estudios con gatos. Uno de ellos consistióen tomar dos gatos gemelos idénticos en unaetapa crítica del desarrollo de su visión yponerlos en un gran contenedor circularpintado con franjas verticales blancas y negras.Estas líneas eran el único estímulo visualpara los gatos. Una balanza con una canastaen cada extremo giraba en el centro delcontenedor. Cada uno de los gemelos fuepuesto en las canastas. Una de las canastastenía hoyos para las piernas del gato, mientrasque la otra no los tenía. El gato cuyas piernaspodían salir de la canasta y tocar el pisocomenzó a caminar alrededor del contenedor.Su gemelo paseaba gratis. Lo que los investi-gadores descubrieron fue asombroso. El gatoque hacía el trabajo e interactuaba con elmedio desarrolló una gran visión para las

líneas verticales. El gato que no hizo ningúntrabajo no pudo ver en absoluto las líneasverticales. Se puede concluir que la experienciaproduce un crecimiento cerebral, y que unaparticipación más activa produce un mayordesarrollo.

Ahora que se ha hablado acerca de ratas ygatos, veamos qué pasa con los niños y losadultos. Después de revisar los resultados dedichos estudios, investigadores comoGreenough, Craig y Ramey de la Universidadde Alabama diseñaron un estudio con niñoscon un ambiente pobre. Ramey dio segui-miento a este grupo y a otro con niños de6 semanas de edad expuestos a un ambienteenriquecido con compañeros de juego, buenanutrición y oportunidades para aprender yjugar. Durante 12 años se les aplicaronpruebas de inteligencia y se utilizarontécnicas de imagen cerebral, con las que seencontraron diferencias significativas en eldesarrollo del cerebro de los niños. Los niñosque crecieron en ambientes enriquecidosmostraban un CI más elevado y las imágenesde sus cerebros revelaban que sus cerebrosutilizaban la energía de manera más eficiente.Podemos concluir que el cerebro es sensible asu primer ambiente y el enriquecimiento puedehacer una diferencia.

¿Qué se puede hacer en relación al crecimientode dendritas? Los investigadores estándocumentando esta cuestión con un grupode monjas en Mankato, Minnesota, quienesparticipan en un estudio que examina losefectos de mantener la actividad física ymental en su trabajo y en su vida diaria. Estasmujeres viven más del tiempo promedio devida. Los investigadores atribuyen esta longe-vidad a su estilo de vida activo. Ellas estimulanconstantemente y ponen retos a su cerebro.

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BIBLIOGRAFÍA

♦ FOGARTY, Robin, (1997): Brain Compatible Classrooms, Airlington Heights, USA,

Ed. Sky Light, 356 p.p.

♦ JENSEN, Eric, (1998): Teaching with the brain in mind, Alexandria, USA,

Ed. ASCD, 133 P.P.

♦ NOBACK, C. R. y DEMAREST, R. J., (1988): El Sistema Nervioso, Introducción y Repaso,

México, D.F., McGraw-Hill, 3a. Edición, 320 p.p.

♦ SPRENGER, Marilee, (1999): Learning & Memory: The Brain in Action, Alexandria, USA,

Ed. ASCD, 114 p.p.

Estudios que han comparado el CI depersonas que viven en asilos de ancianoscon aquellos que esperan ser admitidosmuestran que los primeros tienensignificativamente un CI más bajo que lossegundos. En muchos casos, el CI desciendeen sólo seis meses de estancia en los asilos.Los ambientes enriquecidos pueden hacer unaenorme diferencia en cualquier caso.

Conclusiones1º.En el caso del estudio con ratas, un ambientesocial es una forma de enriquecer el ambiente.Las ratas aprenden mejor cuando interactúancon otras ratas y resuelven problemas juntas.Los humanos somos criaturas sociales y elaprendizaje es una actividad social. Elcuidado afectuoso es también un factorimportante en el caso de las ratas. Debemostener cuidado cuando trabajemos con otrospa r a a y u d a r l o s e n l a b ú s q u e d a d e laprendizaje.

2º.Los estudios con gatos indican que esnecesario interactuar con nuestro medio.Necesitamos trabajar juntos y tomar parte enel aprendizaje.

3º.Los estudios realizados con niños muestranque el cerebro es muy sensible al primer ambientey el enriquecimiento afecta su desarrollo.

4º.El estudio relacionado con las monjasindica que estimular el cerebro a cualquieredad es importante y útil. Nuestras vidas debenincluir los retos. Los niños, las ratas, los gatosy las monjas nos dicen que el juego esimportante para aprender.

La interacción social, el cuidado, el reto y eljuego son importantes para el crecimiento delas dendritas. No importa donde, en el salónde clases, en el hogar, en el trabajo o en lacomunidad, todos estos factores influyen enqué tanto aprendemos.

Documents

1a. Lectura Cerebro y Cognición