relación neurociencias y educación (Zuluaga)

Rel aci ón ent re neuroci enci as y educaci ón: pl ural i zaci ón de l os conceptos bási cos de l as f unci ones cerebral es y ment al es JAIRO ALBERTO ZULUAGA GÓMEZ Médico Cirujano, Universidad Nacional de Colombia, con estudios de posgrado en las áreas de Neurofsiología y Neurología del Desarrollo en Francia, con Especialización en Educación Médica en Colombia. Profesor asociado, Departamento de Ciencias Fisiológicas, Facultad de Medicina, Universidad Nacional de Colombia. Ha participado en publicaciones, seminarios y cursos, con énfasis en temáticas relativas al neurodesarrollo. Autor del libro Neurodesarrollo y estimulación. Actualmente adelanta estudios de doctorado en biotecnología de la Universidad de Alicante en España, con énfasis en plasticidad del sistema nervioso. Lo contextuaL Si me faltan los sentidos que me quede el movimiento, si el espacio se reduce, que perdure el pensamiento y si ya no hay argumentos que armonicen mi existencia, quédate cerca un ratito... y habrá valido la pena. A los hijos del subdesarrollo con sus íntimas realidades cerebrales y ante todo a sus mamás. Jairo Zuluaga Gran creci mi ento de L a pobL aci ón Lo contextual trata de aquello que tiene que ver con la trasformación; está relacionado con todos los conceptos básicos de lo educativo. Educar es transformar, es interactuar. Ninguno de nosotros, cuando nos aproximamos a interactuar con otro individuo, en términos comunicativos, seguimos siendo los mismos. A partir de estas transforma- ciones, las preguntas que surgen desde las neu- rociencias son: ¿qué es lo que se transforma?, Transcripción de conferencia presentada en el 2007 en el marco de la primera cohorte de la línea de investigación Comunicación y Educación, de la Maestría en Educación. Editada por R. Flórez, J. Castro, N. Arias y I. Bermúdez del grupo de investigación Cognición y Lenguaje en la Infancia. Relación neurociencias y educación 22 ¿cómo nos trasformamos?, y ¿qué es lo que puede ser puesto en evidencia con esas trasformaciones? Primero que todo, el cambio poblacional representa un reto, en particular para nuestro país. El siglo XX, como una época de desarrollos tecnológicos, de salud y demás, marcó una pauta muy importante en términos de mortalidad; anterior- mente eran muy altas. Hacia fnales del siglo XIX, con la revolución industrial y con unas tasas de natalidad fuctuantes –que en nuestro país siguen siendo rela- tivamente altas–, se planteó un problema que no podemos excluir del análisis y que se relaciona con el tipo de población que se está generando. Un problema fundamental que ha ido defniendo una nueva dinámica de interacción educativa y comunicativa, entre otras. Las nuevas condiciones son muy particulares, generadas por las nuevas tec- nologías que han modifcado las formas, por ejemplo, de desarrollo motor en los niños. Estas dinámicas nos han llevado a espacios particulares de hacinamiento; por ejemplo en la China (con 1.200 millones de habitantes y un crecimiento de 14 por mil, el cual se ha tratado de controlar a través de los anuncios publicitarios en los que se invita a tener un solo hijo) o la India con el infanticidio. Este crecimiento exagerado –la población mundial se duplica en promedio cada 23 años–, plantea la supervivencia de niños que hace unas décadas fallecían, como consecuencia de los desarrollos tecnológicos como las vacunas, los antibióticos, el mejoramiento de las condiciones sanitarias, los drenajes, un mejor control de la infraestructura de la vivienda y la alimentación. De lo anterior se deriva un problema crítico que tiene que ver con la mortalidad infantil global y la mortalidad neonatal temprana en descenso. Alrededor de la década de 1980, la cifra era de 40 por mil, vinculada al bajo peso al nacer y a la falta de incubadoras y respiradores. La adquisición de nuevos equipos ha conducido a un descenso en la mortalidad infantil a 10 por mil. Así, el bajo peso al nacer deja de ser un problema de mortalidad y se convierte en uno de morbilidad. La morbilidad neurológica es bastante importante como sistema de control del organismo, con mayor sensibilidad a ser afectado por las condiciones del ambien- te. Con las difcultades en el número de incubadoras, y la falta de apoyos respira- torios, en Colombia se llegó a un desarrollo interesante conocido como Programa Canguro, el cual se puede considerar como una de las paradojas de la pobreza. Con éste, al aumentar la posibilidad de interacción del bebé con la madre, se per- mitió la disminuyó de la taza de muerte perinatal, del 40 por mil. Así redescubre la importancia del vínculo temprano para el desarrollo; la importancia del amor, el calor y la leche materna. De esta manera se logra suplir la carencia tecnológica existente. Este programa se extendió a los padres y se empiez{o a trasladar a dife- rentes contextos como el noruego que, aunque posee la tecnología para mantener a los bebés en las incubadoras, lo ha preferido por los efectos sobre el individuo 23 Jairo Alberto Zuluaga y el sistema nervioso que se está desarrollando. Con este programa, treinta años después, hemos desarrollado una cultura progresiva para reconocer la diferencia y para tolerarla. Figura 1. Programa Madre Canguro, Colombia. Este crecimiento poblacional ha llevado al nacimiento de una nueva diversidad poblacional. Los educandos del siglo XXI no son iguales a los del siglo XX. Los niños de nuestras escuelas y universidades no son los mismos de los años sesenta y setenta. Empieza a llegar en un porcentaje muy alto de niños con un desarrollo neurológico “extrauterino” y empieza a aparecer un corte biológico anticipado y unos cambios en los ambientes de desarrollo temprano. Esta supervivencia del recién nacido tiene como consecuencia el nacimiento de una nueva diversidad poblacional. di versi dad y si nGuL ari dad en eL neurodesarroL Lo “Nosotros, los de entonces, ya no somos los mismos”. Cada segundo, sobre la Tierra, nacen dos o tres cerebros. Esta afrmación nos lleva a preguntarnos ¿qué está ocurriendo en el desarrollo neurológico?, ¿qué está ocu- rriendo en esos ambientes de desarrollo temprano, y cómo están cambiando esos ambientes? Presentaré, de manera muy general, la dinámica de cambio del sistema nervioso durante las 40 semanas de la gestación, y trataremos de reinterpretarla y correlacionarla con lo educativo. En etapas tempranas del desarrollo, la proyección de las conexiones del sistema nervioso es muy signifcativa. A través de las imágenes de las conexiones neuro- Relación neurociencias y educación 24 nales, las ciencias nos llevan a preguntarnos: ¿qué hay detrás de esa organización del sistema nervioso?, ¿cómo, a través de esa serie de pliegues que se forman, ese sistema nervioso está produciendo una serie de conexiones comunicativas y se está poniendo en relación permanente con el cuerpo, con los músculos, con las articulaciones, hasta generar, a partir de esa conexión entre partes, ese individuo integral?, y ¿cómo la experiencia que vive el individuo integral, desde el momento más temprano de su vida, va a ser representativa de la vida posterior y de las capa- cidades y posibilidades que poseerá? Intentaremos dar respuestas a estas preguntas a partir de lo que se sabe de la ciencia del neurodesarrollo. A las cuatro semanas de gestación, se está produciendo alrededor de medio millón de neuronas por minuto. Durante los dos primeros trimestres de gestación, las células generan dos millones de conexiones por segundo. La sinaptogénesis –la génesis de las conexiones comunicativas entre las células– ha mostrado que se pueden establecer 2 millones de conexiones por segundo, lo que nos lleva a preguntarnos sobre qué factores o circunstancias del ambiente regulan, modulan o favorecen esa posibilidad de conectividad comunicativa. aspectos deL desarroL Lo deL si stema nervi oso A continuación plantearé seis grandes eventos del desarrollo nervioso. 1) El primer aspecto tiene que ver con el óvulo fecundado, que empieza una rá- pida reproducción –alrededor de dos millones de células por minuto–. Estas células empiezan un proceso de diferenciación llamado inducción. Ésta tiene que ver con la forma como, entre las mismas células que se están diferenciando, se inducen, es decir, se llaman o comunican a través de múltiples señales de tipo químico, físico, entre otras. 2) A partir de esas inducciones, aparentemente iguales o uniformes, aparecen los fenómenos de diversifcación celular, llegando a la etapa de mórula. A partir de esta pequeña célula, empiezan a aparecer cambios sustanciales que la diferen- ciarán. Dentro de esta diferenciación aparecen los neuroblastos y los fbroblas- tos, los cuales permitirán a la célula tomar un camino particular del desarrollo, formando los sistemas nervioso, inmunológico, endocrino, entre otros. 3) Las células que se han multiplicado, proliferado y diferenciado, empiezan a mi- grar y a hacer cambios para organizar la estructura celular de alta complejidad. Las células cambian de posición, dependiendo de las necesidades del sistema y de la adaptación a los cambios del medio; así se forma la arquitectura cerebral (Figura 2). Durante las primeras 20 semanas ocurren tres grandes eventos importantes, los cuales están un poco encapsulados, encriptados y son muy dependientes de lo genético. Los siguientes eventos que se dan en la segunda mitad del embarazo humano (las siguientes 20 semanas de vida) son más dependientes de la interac- 25 Jairo Alberto Zuluaga ción con el medio, menos determinados genéticamente y, lo más importante, siguen ocurriendo después del nacimiento. 4) Prolongación citoplasmática y sinaptogenética de alrededor de dos millones de conexiones por segundo. Las células se comunican entre ellas y, si la relación es conveniente, se mantienen las relaciones sinápticas. De no darse la convenien- cia, se pasará al siguiente evento (Figura 3). Figura 2. Ejemplo de migración y desarrollo celular. Figura 3. Imagen de una conexión sináptica. 5) Este evento tiene que ver con la estabilización e involución; uno de los grandes cambios conceptuales que ha habido en neurodesarrollo. Antes se pensaba que el desarrollo era ganar más, porque se creía que entre más se tenía, mejor nos adaptábamos fsiológicamente; sin embargo, no es así. Buena parte de esas co- Relación neurociencias y educación 26 nexiones tempranas se estabiliza y se mantiene, dependiendo de la experiencia y de lo ambiental, pero una parte enorme de éstas involucionan y desaparecen. En otras palabras, parte de nuestro desarrollo neurológico depende de pérdi- das. El ambiente puede afectar lo que algunos autores llaman el darwinismo sináp- tico, o la poda sináptica. En este proceso hay un juego constante de interacción funcional, en el cual se mantienen las conexiones adaptativas y desaparecen las que no lo son. En conclusión, el ambiente juega un papel muy importante en este aspecto. 6) Este evento tiene que ver con la muerte celular programada. Antes se creía que la muerte celular estaba más relacionada con daño o deterioro, pero la muerte celular es bien importante para el neurodesarrollo; si no se da adecuadamente, aparecen casos de crecimiento cerebral exagerado con sus respectivos proble- mas comportamentales. 1,2 La selección sináptica ha sido puesta en evidencia a través de múltiples trabajos. Sólo voy a presentar dos de mediados del siglo XX. El primero se relaciona con 1 Pregunta: Quisiera saber si esto tiene que ver con las relaciones inhibitorias. Respuesta: Es claro que para el sistema nervioso, y para el sistema en general, las relaciones inhibitorias tienen tanta importancia como las excitatorias. En términos informáticos y comuni- cativos, los códigos de excitación celular son tan válidos como los códigos de inhibición. Ambos hacen parte de ese juego comunicativo; diría que son como los silencios en las melodías. Estos silencios o espacios son importantes para que se perciba la melodía como un todo. En términos de la neurofisiología, la hiperpolarización de la célula, los espacios en los que la célula está más inhibida, son tan válidos como los de excitación. 2 Pregunta: ¿La esquizofrenia tiene que ver con la carencia de una muerte celular? Respuesta: Esta pregunta tiene que ver con algo muy frecuente, y es que a partir de una serie de hechos o evidencias científicas se empiezan a hacer conclusiones en otros niveles distintos como el clínico. Un ejemplo de ello es lo que algunos llaman la física del amor. Es decir, si nos enamoramos dependiendo de las relaciones de dopamina o de serotonina. A mi manera de ver, son simplificaciones, al extremo, de evidencias científicas. Cuando tratamos de entender una problemática comportamental, como el trastorno psiquiátrico, la esquizofrenia, el autis- mo, etc., nos aferramos a lo que hay, a lo que se conoce. Y lo que se conoce son relaciones de tipo neuroquímico. Mi respuesta tiene que ver con que, en el fondo, tenemos que tomar muchas de estas evidencias de forma cuidadosa, integrarlas e incorporarlas sin llegar a dar esos saltos conceptuales tan peligrosos. Estos saltos los llamo cortocircuitos conceptuales, muy riesgo- sos, porque a partir de éstos se montan esquemas terapéuticos, aunque hay algunos que no podemos desconocer porqué en el sentido práctico funcionan. Cuando le das a un paciente un inhibidor de la recaptación de la serotonina, esta persona que el día anterior quería suici- darse, ahora está tranquilo y piensas “algo pasó”. Existe una relación entre una evidencia neu- roquímica, entre un medicamento y una respuesta clínica, pero en la interpretación, de fondo, hay que ir más allá. ¿Que si hay trabajos que muestran cambios comportamentales debidos a fallas en la apoptosis? Sí. Hay trabajos en términos de sinaptogénesis que también van a lo mismo. Excesos de conexiones sinápticas persistentes puede llevar a cuadros de autismo, pero no es tan simple. Fácilmente se trasciende la relación entre el hecho y la inferencia expe- rimental científica y se pasa al mito, entonces, cosas como la plasticidad se vuelven un mito. 27 Jairo Alberto Zuluaga las células que inervan el músculo que proviene de la médula espinal, y acceden eferentemente al músculo esquelético. Diferentes pruebas demostraron que estas células eran inervadas de manera difusa, y en la medida de la experiencia del mo- vimiento, se iban seleccionado las sinapsis, hasta la formación de la placa neuro- muscular madura que se concreta y fnaliza después del nacimiento. Esto pone de manifesto que muchas de nuestras células musculares cambian y reorganizan las sinapsis, entre las neuronas motoras y el músculo, después del nacimiento. Esto en términos de meses y años. El otro es un experimento clásico en visión de dos autores, Hubel y Wiesel, 3 que le quitaban los párpados a gatos recién nacidos y los dejaban en un ambiente oscuro; luego los sacrifcaban y observaban cómo se llevaban a cabo las conexio- nes de la retina con las zonas de relevo y la corteza visual primaria. Estos experi- mentos mostraron varias cosas. Primero, que las zonas de conexión no se modif- caban mucho, debido, en parte, a la codifcación genética; de esta manera, siempre se iba a dar la conexión con las zonas correspondientes a la visión, aunque también se llegó a descubrir que había una dependencia de la experiencia visual. El segundo hallazgo fue que se preservaban contactos sinápticos que debían haber involucio- nado o desaparecido, y debían haberse reorganizado en capas especiales; en estos gatos no se organizaba en estas capas. La mayoría de la experimentación que se hace hoy en día, de selección y organización sináptica, sigue el mismo modelo de aislamiento ambiental, de uso de toxinas para la lesión de partes del cerebro, y se ha empezado a notar que la descarga eléctrica en ciertas zonas tiene un papel de- terminante en términos de la selección de las sinapsis. 3 Premios Nobel de Fisiología y Medicina. En 1958 Wiesel y Hubel, que coincidieron en la Uni- versidad Johns Hopkins, decidieron estudiar la corteza visual del cerebro, que se compone de millones de células nerviosas desplegadas en muchas capas. En los experimentos que reali- zaron con gatos y monos, utilizaron microelectrodos, insertados en el cerebro, para registrar el modo en que diferentes estímulos visuales activan distintas células en lugares diferentes de la corteza visual. Además, inyectaron aminoácidos marcados radiactivamente en la retina bajo condiciones específicas de estimulación. Entonces, fueron capaces de rastrear la ruta exac- ta de los aminoácidos, descubriendo así una ruta de transmisión de los impulsos nerviosos bajo condiciones específicas. Wiesel y Hubel descubrieron que la corteza visual se compone de células de tipo simple, complejas e hipercomplejas, y que éstas se organizan verticalmente en columnas. Describieron las columnas de dominio ocular, que combinan los estímulos de ambos ojos para crear una visión tridimensional, y las columnas de orientación, que contri- buyen a la convergencia progresiva, es decir, a la capacidad del cerebro para reconstruir una imagen grande y completa a partir de muchas piezas de información pequeñas. Algunos años después, demostraron que la capacidad del cerebro para formar imágenes se estimula desde las primeras semanas de vida. Este nuevo descubrimiento puso de manifiesto la importancia de corregir los defectos visuales desde la más tierna infancia. (Encarta, 2007). (Nota del editor). Relación neurociencias y educación 28 HecHos e i nferenci as experi mentaL es Estos hechos experimentales permiten decir que el desarrollo del sistema nervio- so tiene ciertas características. A partir de estas evidencias surgen las inferencias experimentales y su aplicabilidad social. Sabemos que en la sinaptogénesis, por ejemplo, que se relaciona con los periodos críticos del desarrollo, el sistema es más susceptible de ser transformado por el ambiente; en otras palabras, el origen de las conexiones sinápticas se modifca por las condiciones ambientales. Otro ejemplo es el de las ventanas plásticas; hace 20 años éstas eran muy gene- rales para los procesos. Existía la ventana plástica para el desarrollo del lenguaje, pero no reconocíamos que su desarrollo tiene una gran cantidad de subeventos importantísimos, desde el reconocimiento visual de los íconos hasta las relaciones táctiles que están vinculadas con la relación de individuo con su espacio. Estas rela- ciones se dan en etapas muy tempranas del desarrollo. Es así como estas ventanas, o espacios funcionales –periodos críticos del desarrollo–, vienen a ser revaluadas y reelaboradas en función de estos nuevos desarrollos y conocimientos científcos. 4 4 Pregunta. ¿A qué se refiere cuando habla de lo ambiental? ¿se refiere a los estímulos sensoriales? Respuesta. Cuando me refiero a lo ambiental, en términos biológicos, tenemos que hacer una diferenciación compleja. Está, por un lado, lo genético, que es lo que está prescrito y pre- determinado, y luego viene lo epigenético, que incluye, entre otras cosas, la forma como el ambiente puede modular, a través de señales, esas relaciones genéticas o todo el proceso de conectividad. Cuando hablamos de lo ambiental, incluimos de manera importante, lo que aquí llamamos estímulos sensoriales, pero no es lo único. Hay elementos del ambiente materno, por ejemplo, como los elementos bioquímicos, de fuerzas físicas y electromagnéticas, que podrían corresponder a lo que llamamos estímulos sensoriales; con esto quiero decir que no todo es- tímulo es sensorial. Pero ¿hasta dónde llega lo sensorial? Podemos decir que las relaciones de tipo celular o molecular, que no siempre están en el camino de lo sensorial, también hacen parte de lo ambiental. Esto da pie para un debate bien interesante entre el determinismo y, de alguna manera, el ambientalismo. Es bien interesante porque hoy en día, que estamos ad portas de reconocer el código genético, nos damos cuenta de que lo genético termina siendo un epifenómeno de lo evolutivo. Lo genético termina siendo una necesidad evolutiva, bioló- gica de preservar, en alguna parte, los códigos sobre los cuales se construye evolutivamente el sistema, y no al revés. Esto lo puedo explicar con una metáfora que he llamado “metáfora de la fiesta del desarrollo”, en la cual comparo los genes con una discoteca. Hagan de cuenta que todos nosotros tenemos la misma discoteca. Todos tienen los mismos 35 mil genes, y cada célula pone a sonar el disco de diferente manera. Aunque cada uno tiene la misma discoteca, existen variaciones en el tipo de música, en los tiempos de organización, etc., y así las diferen- tes poblaciones celulares van iniciando la expresión de algunos genes que van a tener, además, una representatividad en términos de la interacción con las otras células. Eso explicar por qué algunos discos, que podrían sonar muy tempranamente, después, con el tiempo, empiezan a sonar muy mal. Los protooncogenes, por ejemplo, que básicamente son genes que al expresarse pueden llevar al desarrollo de un cáncer están vinculados con el proceso de desarrollo. Enton- ces, cuando se expresan en el tiempo adecuado y con las interacciones adecuadas, el individuo se desarrolla adecuadamente. Pero si se expresan en momentos distintos, se pierde esa relación. 29 Jairo Alberto Zuluaga Ahora vamos a hablar de lo que sucede en la unión de lo poblacional con lo neurobiológico. ¿Qué tanto de estas nuevas perspectivas tanto del desarrollo poblacional como de la diversidad habría que abordar desde una mirada que nos permita enfrentarnos a lo educativo? neurodesarroL Lo y educaci ón El cerebro crece y se pliega sobre sí mismo. El embrión y el feto en desarrollo, en el ambiente intrauterino, son probados en su habilidad de adaptarse a los cam- bios en este ambiente. El feto aprende algunos movimientos, fota en el líquido amniótico y recibe suaves masajes de las paredes uterinas. Soporta por oleadas los infujos nutricionales y hormonales de su madre y percibe, en la justa dimensión permitida en cada etapa de su desarrollo comunicativo, los cambios de temperatu- ra, luz o sonido de su nido vital. Así responde a la demanda adaptativa de selección de sus neuronas a través de sus relaciones comunicativas. Lo que pretendo mostrar con todo esto es que, desde las etapas más tempranas, el ambiente está modulando el desarrollo. Esos movimientos de los labios, brazos y piernas, que tempranamente se dan en el ambiente fetal, se pueden estudiar hoy en día gracias a las imágenes de ultrasonido, y se pueden obtener evidencias de ellas. Antes no contábamos con estas facilidades, por tanto, estudiar el movimiento humano en el ambiente intrauterino era un misterio. En la actualidad vemos que desde etapas muy tempranas se puede vislumbrar el desarrollo del corazón, se pueden escuchar sus latidos, saber si el cerebro está organizado y si se cerró o no el tubo neural. Podemos captar la capacidad del organismo para generar movimien- tos e interaccionar con el medio. De esta manera, se empiezan a observar movi- mientos que tienen que ver con las evidencias comportamentales más tempranas de esa selección sináptica, de esas relaciones que se establecen con el medio am- biente. Movimientos como los de los labios, por ejemplo, no están preestablecidos, y es en lo que quiero hacer énfasis; son movimientos que dependen del contexto en el cual se están dando para que se expresen de una u otra manera. Mat i ces de si ngul ar i dad La singularidad es una cuestión fundamental en términos de lo educativo. Cada uno de nosotros es un individuo singular, en parte porque la selección se encuentra determinada de manera importante por el ambiente, lo que no quiere decir que lo genético no tenga un papel fundamental. Buena parte de los ajustes funcionales que la célula cumple a través de la muerte celular y de todos los roles transitorios que realiza, tienen que ver con un ambiente que cambia de manera regular o per- manente. En un artículo de la revista Science, por ejemplo, compararon, a través de un estudio de caso, gemelos idénticos. A dos individuos, uno con esquizofrenia y otro Relación neurociencias y educación 30 normal, se les realizó una serie de estudios de imagenología funcional, pruebas bioquímicas, etc. La evidencia mostró que de individuos idénticos, a partir de un mismo óvulo que se fecundó, surgen dos individuos, no sólo comportamental- mente diferentes, sino con imágenes cerebrales diferentes, con alta variabilidad. Esto genera grandes debates desde la evidencia clínica y comportamental, sobre lo genético y lo singular. 5 La experiencia vital, a través de los estímulos sensoriales, toca cada proceso organizativo. Redefne las reglas de interacción y garantiza un individuo adaptado al contexto ambiental en el cual se desarrolla. De estos cambios depende la diver- sidad misma de la vida y la dinámica cultural y social. Cor porei dad Contrariamente a la opinión científca tradicional, los sentimientos son tan cognitivos como otras percepciones. Son el resultado de una disposición fsiológica curiosísima, que ha convertido el cerebro en la audiencia cautiva del cuerpo. Antonio Damasio El error de Descartes Damasio es un autor muy reconocido por los estudios de caso. En su libro, El error de Descartes, presenta el caso de Phineas Gage, 6 que rebate un poco la idea de Des- cartes de contraponer la razón con la emoción. Damasio plantea, implícitamente, un “primero siento una emoción, luego existo”. El hecho de que los sentimientos sean tan cognitivos como otras percepciones tiene implicaciones importantes para lo educativo. Existe una pretensión de lo educativo en términos del razonamiento y de su importancia; sin embargo, lo que aquí se dice es que los sentimientos son tan cognitivos como otras percepciones; son tan importantes como lo racional y son el resultado de una disposición fsiológica curiosísima, que ha convertido el cerebro en la audiencia cautiva del cuerpo. En ese debate mente-cerebro, imagina- mos al cerebro como el gran gestor de todo el proceso, incluso desposeído de la corporeidad. Y resulta que la corporeidad es trascendental para toda esa posibili- 5 Pregunta. En ese contexto ¿la herencia sería más la parte genética o la ambiental? Respuesta. Fundamentalmente lo que conocemos como hereditario es lo que está más ligado a lo genético. Esto llega a ser un anteproyecto, pero no tiene la trascendencia determinística que se le daba hace unos años. La evidencia que tenemos es de 10 14 conexiones sinápticas, y estamos hablando actualmente de 35 mil genes aproximadamente. Si se combina la expresión de esos ge- nes para la actividad sináptica, no da la combinación para predefinir 10 14 conexiones sinápticas. Esto sería lo hereditario. Mientras que lo ambiental es ese contexto en el cual se expresa o no la discoteca de los 35 mil genes. 6 Uno de los casos más conocidos en las neurociencias. Tras una lesión en la corteza orbitofrontal, Gage sufrió modificaciones en su personalidad y estado de ánimo. 31 Jairo Alberto Zuluaga dad fsiológica. Para toda esa interpretación del ambiente, y para la incorporación y modifcación de ese mismo cerebro. Con esto quiero resaltar que desde muy temprano estamos siendo transfor- mados. Todo ese conjunto de insumos del neurodesarrollo –los genes, lo epi- genético, las hormonas, la nutrición y los sentidos sensoriales– van a interactuar permanentemente a partir de esa relación de diferenciación y de conectividad de 10 14 conexiones y 35 mil genes. También aparecen unas tasas de recambio sináp- tico, cambios de los botones o las prolongaciones sinápticas, que van a permitir que se den nuevas interacciones entre neuronas. En resumen, hay formación y eliminación de sinapsis en el cerebro adulto. Al igual, algunas espinas dendríticas aparecen y desaparecen, y surge una tasa de recambio dependiente de la experien- cia sensorial. Una fracción de esas espinas dendríticas puede estabilizarse durante horas, meses o años. Desde las neurociencias empezamos a encontrar cómo la modulación del de- sarrollo, a través de la selección sináptica, sí puede darse; existe evidencia de que se está dando a través de la interacción. Cuando nos escuchamos, cuando damos una conferencia, en fn, los circuitos sinápticos, tanto suyos como míos, tienen que estar cambiando. A partir de este conocimiento, surgen expresiones como: “a partir de los discursos, se modifcan las conexiones del hipocampo”. Es cierto que existen investigaciones que muestran variaciones morfofsiológicas hipocampales, relacionadas con ciertas tareas, pero lo importante es que se han reconocido algu- nas relaciones y variaciones en las conexiones sinápticas desde diferentes circuitos que, posiblemente, tienen que ver con la memoria reciente y, cuando se estabilizan, con procesos a largo plazo. Con el tiempo, estos circuitos adquieren otras rutas de procesamiento y generan otros tipos de procesos. Un ejemplo es el de montar en bicicleta o de enhebrar una aguja. Para cada una de estas tareas utilizo unas rutas muy particulares. Estas rutas, dependientes del tipo de procesamiento, cambian de manera muy importante. En un experimento, por ejemplo, se pedía a un grupo de hombres que enhebraran una aguja; se tomaban imágenes cerebrales y se mostraba que se encendían muchos sitios de la corteza, visual, parietal, etc. Después de tres semanas se encontró que las zonas de la corteza involucradas en el mismo acto motor eran otras. A partir de estas evidencias, se ha cuestionado el problema del localizacionismo de las funciones. La fgura 4, mirada desde la neurofsiología, es una red compleja en la cual los procesamientos no dependen de las centrales puntuales, y de cómo se involucran en ella, sino de los tiempos en los cuales se relacionan esas centrales o puntos. A partir de estos tiempos e puede hallar alta variabilidad en el desarrollo de la corteza, variación que se da a lo largo de la etapa del desarrollo del animal. Relación neurociencias y educación 32 Figura 4. Red de estímulo-respuesta. Una pregunta que quiero dejar, a raíz de estos hallazgos, es ¿cómo aprendemos realmente?, ¿el problema es de caminos o de procesos? Para responder un poco a ésta, a continuación voy a mostrar un esquema simple de procesamiento visual (Figura 5). Aquí se plantea el procesamiento visual en términos de una red. A pesar de lo interesante que pueda resultar esta red, no nos dice mucho de la movilidad, de los tiempos de trasmisión, o de las variaciones en ella. Simplemente existe una serie de estaciones de relevo en donde no sabemos exactamente qué pasa; es decir que aprender implica muchas cosas. Por ejemplo, se sabe que el aprendizaje motor lo hacemos dentro de tres etapas en la vida adulta: una fase cognitiva, luego una de asociación y, fnalmente, una automática. Los bebés aprenden al contrario. Cons- truyen a partir de sus refejos primarios-automáticos y van desarrollando, sobre esta fase, las etapas asociativas y cognitivas. Trabajos realizados desde la neurociencia integrativa muestran cómo los bebés responden a los gestos del padre. Esto muestra la gran capacidad que tiene al nacer un ser humano para llevar la imagen del padre, elaborar el hecho de que él también tiene una lengua y gestionar el acto motor de sacar la lengua, o de hacer una O, o cualquier otro gesto (Figura 6). En términos neurológicos, una de las revoluciones para la investigación en neurociencia es la imagenología funcional, la cual muestra que existe actividad eléctrica y magnética, cortical y subcortical, que permite reconocer qué pasa cuan- do estamos tranquilos, alegres, tristes o bravos, y cómo esos estados van variando, al igual que el aprendizaje, con la actividad del sistema nervioso. El problema que surge es cómo interpretamos esos datos y qué surge a raíz de esa interpretación. Los mi tos En esta parte quiero mostrar que los hechos científcos también se vuelven mitos. Casos como el de los periodos críticos, la sinaptogénesis, o la plasticidad, en los cuales no siempre más de lo mismo es mejor, o eso que se ha llamado los neuro- ritmos y los estilos cognitivos, que tienen un valor muy importante en términos de singularidad, deben ser interpretados de manera clara, para no ir al otro extremo 33 Jairo Alberto Zuluaga de la especulación, como en la relación de los mapas corticales del hemisferio de- recho e izquierdo. Por ejemplo, ¿qué sucede si se desarrolla más la parte izquierda? ¿qué hacemos en términos educativos? Figura 5. Esquema de procesamiento visual a través de una red de conexiones entre áreas del cerebro. Las imágenes que se obtienen a través de la imagenología funcional en el apren- dizaje de la lectura en distintas edades, por ejemplo, muestran que este aprendizaje cambia con la edad y posee variaciones interhemisféricas, específcamente en el aumento de la actividad del hemisferio izquierdo y la disminución en el hemisferio derecho (Figura 7). De esta manera se pone en evidencia el relevo funcional de ciertas zonas del cerebro. Es claro que en etapas tempranas del nuestro trabajamos con ambos hemisferios, y luego se va dando un relevo funcional en virtud de la demanda adaptativa de todo el procesamiento que hay que hacer, volviendo más específco el funcionamiento. Relación neurociencias y educación 34 Figura 6. Respuesta de un bebé a los gestos faciales del padre. Figura 7. Variaciones en la actividad cortical en el aprendizaje de la lectura. 35 Jairo Alberto Zuluaga ¿para qué educar? Representar en nuestros cerebros de maestros la heterogeneidad fue uno de los primeros objetivos que me propuse como profesor, y traté de representarlo en términos de la neurociencia. De alguna manera signifcó reconocer las relaciones de corporeidad como relaciones básicas de desarrollo integral. De poder anticipar y abordar tempranamente estos procesos, y de interpretar y actuar frente a los sentimientos. En general, ninguno de nosotros desarrolla procesos cognitivos sin tener un sustrato de sentimientos y emociones detrás de éstos. Estos desarrollos plantean la pregunta de ¿para qué educar? Además de tener claro que estamos educando desde un contexto de diversidad y de diferencia, y que dentro de ese contexto el razonamiento, como herramienta de evolución biológica, parece con- traponerse a la capacidad innata de ser, de soñar y de apasionarse con y por lo que se hace. Ninguno aprende si no nos relacionamos de esa manera con lo aprendido. Si no lo disfrutamos y lo gozamos. concLusi ones En resumen, podemos decir que las neurociencias nos ofrecen el reconocimiento de: 1. Unos ritmos y estilos cognitivos diversos. 2. Unas escuelas que ofrecen experiencias signifcativas. 3. Una base fundamental de respeto, o reconocimiento de la diferencia, y la diver- sidad. De ahí frases como la siguiente: Desde el punto de vista constuctivista, no tiene sentido suponer que cualquier satis- facción positiva poderosa se origina simplemente por lo que nos dicen que hemos he- cho correctamente, como si lo correcto se evaluara por alguien más. Para que se con- vierta en una fuente real de satisfacción, lo correcto debe ser visto como aquello que encaja con un orden que uno ha establecido por sí mismo. (Ehrst Von Glasersfeld). La propuesta de Howard Gardner, aunque debatible, es interesante. Gardner habla de las múltiples cogniciones y se hace la misma pregunta: ¿para qué educar?, ¿para la verdad, la belleza y la bondad?, ¿cuál es la verdad?, ¿cual es la belleza?, y ¿cuál es la bondad? Para mí es claro que todas ellas son muy dependientes de las distintas culturas. En neurociencias tenemos todas estas herramientas: las imágenes cerebrales, los estudios de biología molecular, todo lo que tiene que ver con las manipulacio- nes a nivel celular, o a nivel sináptico, o con resonancias, TACS, SPECTS, PETS, electroencefalografía, imágenes funcionales a partir de la electroencefalografía, entre otras. En esta imagen tenemos un panorama de las herramientas para reco- nocer el conocimiento y el desarrollo cognitivo (Figura 8). Relación neurociencias y educación 36 Figura 8. Instrumentos utilizados en neurociencias. Si miramos la cantidad de espacios vacíos que tenemos, las conclusiones a las que llegamos hay que tomarlas con benefcio de inventario. En términos de apropiación conceptual, sabemos un poco más de lo cognitivo, de la organización cortical, de los homúnculos sensoriales y motores, y vamos viendo cómo nuestra corteza cambia funcionalmente, dependiendo del contexto, y cómo, por eso, evo- lucionamos y aprendemos. 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