Lo que los maestros necesitan saber sobre el cerebro de sus estudiantes

La investigación reciente sobre la mejora de las capacidades cognitivas de los niños autistas arrojó nueva luz sobre el desarrollo del cerebro infantil "normal" y tiene profundas implicaciones para mejorar la educación en todos los niveles de grado para todo tipo de estudiantes.

Una afirmación radical, lo sé, pero que está justificada por los resultados emocionantes.

Resumiré los resultados de la nueva investigación, delinearé las implicaciones, explicaré la neurociencia subyacente a las mejoras cognitivas, luego concluiré con recomendaciones específicas para obtener mejores resultados en el aula.

Enriquecimiento multisensorial y motor en niños autistas

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Esto es lo que Cynthia Woo y sus colegas del Departamento de Neurobiología y Conducta de UC Irvine descubrieron el año pasado y por qué es tan importante.

Basándose en una gran cantidad de investigaciones con animales que demuestran que las experiencias sensoriomotrices enriquecidas a temprana edad mejoran significativamente el desarrollo cerebral y las capacidades cognitivas, el equipo de Woo comparó las puntuaciones de IQ de niños autistas de entre 3 y 6 años que tenían una atención estándar o 6 meses de experiencia sensoriomotriz enriquecida.

El enriquecimiento sensoriomotor incluyó actividades tales como

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• Baño perfumado y masaje con aceite
• Caminando sobre almohadilla de espuma o almohada
• Oler diferentes pares de aromas entre una selección de limón, lavanda, vainilla, anís, naranja, manzana y jacinto
• Dibujar formas, seguir objetos de colores en movimiento
• Visualización de imágenes y sonidos emparejados

En total, los niños del grupo enriquecido recibieron 37 estímulos sensoriomotores diferentes durante 6 meses, incluido un movimiento extenso y asociaciones multisensoriales de tacto, temperatura, olfato, vista, sonido, retroalimentación propioceptiva, actividades de estimulación vestibular e interacción social.

¿El resultado? En promedio, los niños del grupo enriquecido elevaron sus puntajes de coeficiente de inteligencia 7 puntos con respecto a los de un grupo de control de atención estándar. Más importante aún, el 20% de los niños en el protocolo enriquecido mejoraron lo suficiente como para salir de la clasificación "autista", mientras que ninguno del grupo de atención estándar cambió la clasificación.

Implicaciones más amplias de la estimulación sensoriomotora

La mejora dramática resultante del enriquecimiento sensoriomotor es significativa en muchos niveles.

En primer lugar, se produjeron mejoras en el coeficiente de inteligencia a pesar de que no se les enseñó explícitamente nada a los niños.

Este hallazgo se suma a un creciente conjunto de datos que muestran que las actividades que generalmente fortalecen el cerebro como un todo, en lugar de desarrollar una parte específica del cerebro (por ejemplo, regiones cerebrales localizadas para la música, el lenguaje hablado, el lenguaje escrito o la coordinación motora), beneficioso para una amplia gama de habilidades específicas tales como lectura, habilidades cuantitativas y habilidades espaciales medidas en pruebas de cociente intelectual.

En pocas palabras, cuando se trata de la función cerebral, "una marea creciente levanta todos los barcos".

En segundo lugar, aunque la investigación de Woo se centró en los niños autistas, es muy relevante para los niños "normales" porque:

• El principal mecanismo por el cual el enriquecimiento sensoriomotor mejora la función cerebral en niños autistas -formación de conexiones sinápticas novedosas (por ejemplo, emparejamiento de nuevas combinaciones de olores, imágenes, sonidos y movimiento) – también ha demostrado mejorar el rendimiento y la memoria en cerebros "normales" , incluidos los de adultos maduros. Estas conexiones novedosas se crean sobre la base del principio bien establecido de la plasticidad cerebral de que "las neuronas que disparan juntas se unen". Por lo tanto, cuando un cerebro en desarrollo se presenta con nuevas combinaciones de olfato, vista, tacto y vista, se crea una nueva red formado por vías neuronales que llevan señales en cada una de esas vías sensoriales. Mientras mayor sea el número de canales sensoriales estimulados, más compleja y rica será la nueva red neuronal.

• La investigación de Woo refuerza investigaciones recientes que muestran que la activación multimodal (activación simultánea de múltiples vías sensoriales y motoras) es una manera efectiva de fortalecer y literalmente "crecer" el cerebro (por ejemplo, niños que experimentan vistas coordinadas, sonidos y estimulación motora de tocar un instrumento musical tienen regiones más grandes de lo normal de la corteza temporal, la región del cerebro que procesa la música, y una representación más grande que la normal de los dedos que tocan el instrumento en su corteza somatosensorial, la región del cerebro que procesa la información táctil).

Finalmente, y tal vez lo más importante para la educación, también se ha demostrado recientemente que el asombroso poder de la estimulación sensoriomotora mejora la enseñanza de las matemáticas y la ortografía en niños "normales".

Al escribir el Journal Pediatrics este año, Marijke J. Mullender-Wijnsma y sus colegas de la Universidad de Groningen en los Países Bajos dirigieron a los estudiantes de 2º y 3er grado para que presenten físicamente lecciones de aritmética y deletreo.

" Los ejercicios específicos se realizaron cuando los niños resolvieron una tarea académica. Por ejemplo, la palabra "perro" debe escribirse saltando en el lugar para cada letra mencionada o los niños tuvieron que saltar 6 veces para resolver la multiplicación "2 × 3".

Después de dos años, de tales ejercicios de "aprendizaje incorporado", los estudiantes avanzaron sus habilidades de ortografía y aritmética por 4 meses completos en un grupo de control combinado.

Y el aprendizaje incorporado también funciona para estudiantes mucho mayores. Investigadores de la Universidad de Chicago mostraron que los estudiantes universitarios que estudian física que experimentaron físicamente el concepto de momento angular al sostener ruedas de bicicleta giratorias vs. estacionarias, obtuvieron puntajes significativamente más altos en las pruebas posteriores sobre el tema que los estudiantes que aprendieron sobre el momento angular mediante técnicas convencionales "pasivas".

Aquí hay un ejemplo cotidiano de aprendizaje encarnado con el que puedes relacionarte. Tenga en cuenta que cuando es un pasajero conducido por otra persona a una nueva ubicación, es mucho más difícil recordar la nueva ruta que cuando usted es el conductor.

La neurociencia de la cognición y el aprendizaje

La siguiente imagen es un modelo de la corteza cerebral humana que muestra una red densa de células nerviosas piramidales y sus dendritas (las fibras neuronales que reciben insumos de otras neuronas). Las células piramidales de la corteza cerebral, que realizan gran parte del "levantamiento pesado" de la percepción, el pensamiento y el comportamiento, tienen elaborados "árboles" dendríticos (fibras de color) que reciben información de relés sensoriales como el tálamo enterrado profundamente en el cerebro y desde otras partes de la corteza cerebral.

A través de estas diversas entradas, las neuronas individuales pueden activarse (o desconectarse) mediante múltiples canales sensoriales, como señales visuales, táctiles y acústicas, así como por las entradas de células nerviosas en la corteza motora que ordenan a nuestros músculos moverse. En esta imagen, las células nerviosas que reciben entradas de diferentes canales sensoriales y motores se representan en diferentes colores (turquesa para visión, azul para audición, verde para visión y audición, etc.), lo que subraya la naturaleza multisensorial de esta sección de cerebro corteza.

En conjunto, las neuronas corticales y las sinapsis (conexiones) entre las neuronas forman una vasta red neuronal que percibe, decide, juzga, imagina, aprende y actúa. Cuanto más grande y más ricamente interconectada sea la red, más capaz será la red.

Por ejemplo, investigaciones recientes han demostrado que las personas con inteligencia superior a la media tienen una corteza cerebral más gruesa que la normal, como la que se muestra a continuación, que contiene neuronas más grandes con un mayor número de interconexiones. Especialmente significativos son los engrosamientos generalizados en las llamadas áreas de "asociación" del cerebro donde se unen múltiples sentidos y canales motores.

Afortunadamente, resulta que el tamaño y la riqueza de tales redes neuronales se pueden aumentar a través del ejercicio mental y el aprendizaje. Tal mejora de las redes neuronales corticales es exactamente lo que sucedió con los niños autistas de Woo y con los estudiantes de aprendizaje encarnados en los Países Bajos: el uso simultáneo de múltiples sentidos junto con la participación motora mejoró tanto las habilidades cognitivas generales como el aprendizaje de la aritmética y la ortografía.

El siguiente gráfico muestra una forma simple de pensar sobre el enriquecimiento sensoriomotor en el aula.

Piensa en las redes neuronales dentro del cerebro de un estudiante como una red. Cada estudiante tiene una matriz básica de conectividad neuronal, que se muestra como los "rayos" de la web. A medida que se forman nuevas conexiones entre las diferentes vías sensoriales y motoras, se agrega un nuevo "anillo" y la red se espesa y se vuelve más densa.

Cuando se presenta nueva información al cerebro de un niño a través de un único canal sensorial, como la lectura, se mejora una simple red neuronal de conexiones sinápticas, que se muestra en el extremo izquierdo. La sincronización de la información visual y auditiva, como ocurre con las presentaciones multimedia, agrega otro "anillo" a la web. Finalmente, incorporando el comportamiento motor y otros sentidos, incluyendo el tacto, el olfato, el gusto y el propioceptivo (retroalimentación en la extremidad y la posición de la cabeza y los ojos), la red neuronal "web" crece muy densa.

Ahora imagine que cuando le enseña a un alumno, está intentando "lanzar" nuevas ideas, conceptos e información a una red en su cerebro. Cuanto más densa es la red, mayor es la probabilidad de que la lección que estás enseñando quede "atrapada" y se "pegue" en el cerebro del alumno.

Una advertencia: las presentaciones multisensoriales y la participación motora durante el aprendizaje deben coordinarse, sincronizarse e integrarse cuidadosamente con la tarea que se tiene entre manos. Por ejemplo, hacer que un alumno realice ejercicio físico al azar mientras aprende, en realidad podría distraer al niño al aumentar lo que los especialistas en factores humanos llaman "carga de tareas".

Y el comportamiento motriz debe "ajustarse" a la lección, como cuando los estudiantes saltan hacia arriba y hacia abajo para demostrar la suma de dos números.

Del mismo modo, es importante evitar la sobrecarga sensorial al presentar información a través de múltiples canales sensoriales: las imágenes, los sonidos y las sensaciones táctiles deben sincronizarse de forma natural y "estar juntos", como cuando un niño tiene una mascota que presenta imágenes, sonidos y olores naturales y se siente peludo para el niño.

Recomendaciones para maestros

Los conceptos de estimulación sensoriomotora sincronizada coordinada y aprendizaje incorporado sugieren que:

• Siempre que sea posible, y dentro de las limitaciones de mantener las clases "bajo control", los estudiantes deben representar físicamente las lecciones. Un beneficio adicional de dicha actividad física es el aumento del flujo sanguíneo al cerebro, que, por sí mismo, mejora el aprendizaje y las habilidades cognitivas generales. En otras palabras, redefinir radicalmente la "educación física" moviendo la actividad física del patio de recreo al aula
• Agregue estimulación táctil, olores y sabores a los planes de lecciones. Si es posible, siga agregando nuevas vistas, sonidos, sabores y olores, porque los estímulos noveles forman conexiones nuevas y más densas. ¡El cerebro anhela la novedad!
• Haga que los estudiantes tomen nuevos asientos cada semana: sentarse en lugares novedosos, con diferentes compañeros de clase para interactuar, ayudará a los cerebros de los estudiantes a desarrollar nuevas sinapsis

Todos estos componentes multisensoriales y motores de instrucción añadidos no solo mejorarán el aprendizaje y la retención de lecciones específicas, sino que también elevarán las capacidades cognitivas generales de la misma manera que el sensorimotor de Woo ayudó a los niños autistas.

Y cambiar las cosas todo el tiempo en el aula, experimentar nuevos olores, sabores, imágenes y sonidos y demostrar físicamente lo que los estudiantes deben hacer, hará crecer redes neuronales sanas en los cerebros de los maestros, así como en los de sus alumnos. La investigación ha demostrado que ese fortalecimiento de las "reservas neurológicas" retrasa o incluso previene el deterioro cognitivo con la edad.

Recuerde, cuando se trata de la función cerebral, ¡una marea ascendente levanta todos los barcos!

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