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  1. Neurociencias. Memoria Aprendizaje Educación “De lo molecular a lo cognitivo y de la neurona al aula” Emoción Atención Inteligencia. Dr. Edgardo Romero Galván Prof. Lab. Claudia Labus. romlab@hotmail.com

  2. Somos diferentes aprendiendo • “El desafío educativo es saber que cada ser humano tiene una combinación única de inteligencia” Genes y medio socio cultural.

  3. Teorías de aprendizaje. ?Conocemos éstas personas¿

  4. “Teorías” del aprendizaje. • Racionalismo: origen racional, producto de recuerdo de ideas innatas (Platón). Racionalistas contemporáneos: CHOMSKY 1980 y FODOR 1983 aprendizaje como proceso psicológico, la mente como conjunto de MÓDULOS. • Empirismo: origen del conocimiento en la experiencia sensorial formando ideas, asociando imágenes proporcionada por los sentidos. • Conductistas: WATSON, SKINNER aprendizaje como proceso de estímulo y respuesta, sin “ideas previas”, un cambio de Conducta. • Contructivistas:PIAGET, VIGOTSKY,AUSUBEL aprendizaje interacción entre la nueva información y la ya existente, construyendo modelos, reestructuración de conocimientos previos. Vigotsky: aprendizaje condicionado por cultura y sociedad y debe ser guiado. Piaget: estructuras cognitivas, asimilación, acomodación, ampliar, modificar E.C. Ausubel: teoría del aprendizaje significativo y organizadores anticipados en secuencia lógica de conceptos, conecta nuevos conocimientos con “las ideas previas” “Ideas previas o inclusoras” como obstáculos para el nuevo aprendizaje. (Bachelard) Novak: “mapa conceptual” como instrumento didáctico

  5. Aprendizaje • Teoría del cambio conceptual: modelo de POSNER /82 , VOSNIADOU 2006 y Mario CARRETERO: transformación del conocimiento, pasaje de ideas previas a conocimientos académicos y científicos. Conflicto cognitivo genera cambio conceptual.Ej: célula, herencia. • Modelo contextualista: LINDER 1987 no se pone énfasis en cambiar las ideas previas sino en potenciar las capacidades y saber aplicarlas en diferentes contextos. Mario Carretero

  6. Cerebro: • Peso: 1350 grs. con 100 mil millones de neuronasy cada una con 1000 a 10 mil sinapsis. • Impulsos eléctricos (potencial de acción) 140 mts/seg. (432 km/hr). • De 30.000 genes, 13.000 modulan el cerebro. • Consume 20% de la energía y 50 ml. de sangre por cada 100 grs. • Cuerpo calloso: intercambia datos a 4 billones de mensajes/seg. usando 200 a 300 millones de fibras nerviosas (axones) • CONECTÓMICA:cartografiar conexiones interneuronales, es un diagrama de una zona del cerebro con una función determinada (Tom Mrsic- Flogel, UK Abr./2011), a 102 años de las áreas de BRODMAN. • Se forman: 250.000 neuronas por minuto en etapa fetal.

  7. Autopsia cerebral.

  8. Areas de Brodman: 1868-1918. 40 áreas (1878), actualmente 52 de 21 cm2 de corteza .

  9. Corteza neuronal: 2 mm. • Corteza: 6 capas neuronales, cada mm2… 148.000 neuronas • Conjunto de módulos: área de Brodman de 21 cm2. • Módulos: conjunto de columnas combinadas entre sí. • Macrocolumnas: 100 minicolumnas. • Minicolumna: formada por 100 neuronas (grosor hilo de tela de araña) ordenadas verticalmente en cilindros de la capa 2-3. • Aprender: es un cambio en la configuración de un módulo. • (Como opinaba CHOMSKY: Módulos)

  10. Santiago Ramón y Cajal 1852-1934 “El cerebro se atrofia por el sedentarismo intelectual” Dr.Romero Galván. “ Todo hombre puede ser, si se lo propone, escultor de su propio cerebro”, estaría ya insinuando la neuroplasticidad “Las conexiones sinápticas se modifican con el aprendizaje” Camilo Golgi: 1844- 1926

  11. Neuronas dibujadas por Cajal. Describe: contigüidad y no continuidad entre penachos axónico- dendríticos, lo denomina “Doctrina de la neurona”.

  12. Sistema Límbico Cerebro emocional o de mamífero Circunvolución del cíngulo Hipocampo Amígdala

  13. Hipocampo: circuitos Pavlov Eric Kandel Habituación, Sensibilización, Condicionamiento clásico. Brenda Milner 1953 HM • Senda de fibras perforantes. • Senda de fibras de Mossy. • 3) Senda colateral de Schaffer. Aplysia: n. de 1 mm (2000) Como se traducen protocolos conductistas de Pavlov en protocolos biológicos?

  14. Circuito intrahipocámpico y de Papez. Circuito de Jakob. James Papez Christofredo Jakob: 1866-1956 Describe el “cerebro visceral” en 1908 implicado en el control de las emociones.

  15. Desde PA a sinapsis: NT. Del potencial de acción a la degranulación de NT desde las vesículas presinápticas

  16. Diámetro de 20 a 150 nm Sinapsis y vesículas Descubierta por Scherrington, vesículas presinápticas volcando su NT a la hendidura. De 10 a 100 mil moléculas de NT 1857-1952 Nóbel 1932. 300 a 500 vesículas Espacio sináptico de 20 a 30 nm Exocitosis

  17. 200 proteínas en membrana Que interactúan con proteínas de membrana celular presináptica para la exocitosis. Cell, 127, 831-846. 2006.

  18. Cada neurona puede hacer entre 10 y 200 mil sinapsis. Dendrogénesis Podas neuronales Mielogénesis: conexión a distancia. Neurogénesis. 1 millón de sinapsis por segundo o 3600 millones por hora, formando nuevas redes neuronales: SINAPTOGENESIS. NEUROPLASTICIDAD 1000 billones de sinapsis.

  19. Cambios neuronales • Modificaciones en función, según la información a procesar sea nueva o ya memorizada. Refuncionalización de terminaciones sinápticas no funcionantes (conocimiento previo) Aprendizaje significativo de Ausubel? • Aumento de liberación de NT (Ac). • Aumento del número de receptores colinérgicos que lleva a modificación de la excitabilidad de membrana post sináptica. • Aumento en relaciones interneuronales incrementando el número de arborizaciones dendríticas (dendrogénesis): redes hebbianas

  20. Neuroplasticidad Dendrogénesis Sinaptogénesis Mielogénesis Neurogénesis (FNC) Poda neuronal Apoptosis Filopodios 3 a 40 micras Espinas de 2 micras Los filopodios inician la sinaptogénesis y modelan el patrón de ramificación del árbol dendrítico. Transformación de un filamento en una espina dendrítica. (Max Planck Institute of Neurobiology) Factor neurotrófico derivado del cerebro Rita Levi Montalcini 1909 Nobel 1986 103 años.

  21. Potenciación a largo plazo (PLP) Mg es expulsado para entrar Ca Glutamato: NT excitatorio NO (FRDE) 1980 Furchgott y Zawadzki R. NMDA: entrada de Ca. responde a varios (+) R. AMPA: entrada de Na. responde a un Pot. de acción MCP. Al activarse los 2 R: MLP La entrada de Ca por R (+) KINASAS (Prot. de señalización) Arginina En circuito de Schaffer del hipocampo.

  22. Neurotransmisores (NT). Neuropéptidos: Leucina encefalina Endorfinas Sustancia P y K Vasopresina Oxitocina Péptido VIP Bombesina Neurotensina Secretinas. NT de molécula pequeña Inhibitorio Excitatorio Y más de 100 neuropéptidos de 3 a 30 aminoácidos.

  23. Estructura receptor de Ac. Receptor ionotrópico En d se observa la cadena de aminoácidos de dos subunidades y en e el sitio de unión de la Ac con el R. Estructura de receptor de Ac. formado por 5 subunidades (2 alfa,beta, gama y sigma) (a), delimitando el canal iónico y a su vez cada subunidad está estructurada en cuatro segmentos proteicos M1, M2, M3 y M4 (b). Jean Pierre Changeux Acetilcolina: 1936 por Loewi y Dale (Premio Nóbel).

  24. Diferencia en el transporte de NT. Transporte axónico lento (5 mm/día) para los NT de molécula pequeña Transporte axónico rápido, 400 mm/día por microtúbulos para neuropéptidos.

  25. 10% genético Redes Hebbianas: 90% experiencias de vida y conocimientos adquiridos Una nueva red neuronal se ubica en el surco y si es usada con frecuencia asciende hasta circunvolución, si no se usa desciende perdiendo conexiones. Positiva:crea y amplía redes hebbianas Negativas:desarma redes hebbianas poco activas o inactivas Remodelación de viejas redes hebbianas

  26. Evolución del cerebro. C. cognitivo-ejecutivo: humano. LPF: conduce actividad cognitivo ejecutivas e inteligencia emocional. Paul Mac Lean 1990: cerebro triuno C. emocional: sistema límbico o de mamífero. 3 M/años 500 cc. 2 M/años 750 cc 1 M/año 1000 cc actual 1500 cc C. Instintivo o reptiliano. Reproducción Alimentación

  27. Sistema activador reticular ascendente (SARA).

  28. Del SARA al Tálamo. • Tres filtros: • SAD • _SARA • AMÍGDALA • DOPAMINA. ¿Han aromatizado la clase?

  29. Olfato: directo al cerebro emocional. Porque no aromatizar la clase? Al ser circuito neuronal directo, se fija en memoria.

  30. Del Tálamo a corteza (LPF).

  31. Corteza visual: lóbulo occipital. Movimiento De corteza visual al lóbulo temporal: hipocampo y de éste LPF– MLP.

  32. Neuronas de retina: 5 tipos Célula amácrina sintetiza Ac., 30 tipos morfológicos diferentes, descriptas por Cajal en 1892. Célula horizontal.

  33. Conos y bastones: fotoreceptores. 3 millones de conos , intervienen en la visión a plena luz y 100 millones de bastones visión con escasa luz. Radopsina: pigmento del bastón que absorbe fotón de luz

  34. Núcleos amigdalinos. EMOCIÓN y MEMORIA SV del individuo: huída, ataque ofensivo y defensivo, emociones negativas Funciones: Aprendizaje emocional, Modulador de memoria, memoria afectiva y emocional. “Las emociones conducen a la memoria”.

  35. Estimular al SARA. Al comenzar la clase llamar la atención al SARA que es el primer filtro Novedades y sorpresas

  36. Areas del lenguaje Producción del lenguaje, impide hablar (afasia) 44-45 de Brodmann 1861. Comprensión de la palabra hablada , en leer y escribir, no comprende. 22 de Brodmann 1879 Fascículo arqueado: relaciona Broca- Wernicke. Hemisferio izquierdo.

  37. Atención. • Nuevo paradigma: “programas de entrenamiento de la atención” • Atención:facultad que nos permite detectar cambios en el medio ambiente por aparición de un estímulo u objeto nuevo, • Unidades de atención: capacidad que posee la mente para procesar algún tipo específico de información, 7 +/- 2 es el máximo que podemos procesar consciente : Memoria de trabajo LPF. (inconsciente 200 trillones de datos) • “Capacitación para mejorar la atención en todos los niveles educativos”programas de Dr. Torkel Klingberg (Karolinska): N-Back. • Erosión de la atención(Dra. Maggie Jackson): por sobrecarga, velocidad, hiperfragmentación, multitareas, sociedad cibercéntrica, cultura de la interrupción: pool de Adrenalina. • Capacidad de captar y centrar atención: paso previo al aprendizaje y memorización.

  38. Circuitos Dopaminérgicos • Motivación: aumenta Dopamina • Atención: girus angulado • Memoria • Emoción: fija memoria y base de la creatividad, aumenta Dopamina y Oxitocina, puerta de entrada de “dimensión cognitiva” Emoción positiva + + + + + • Circuito de recompensa: núcleo accumbens, conductas gratificantes : deseo-acción-satisfacción (DAS): Dopamina-Adrenalina-Serotonina(DAS)

  39. Tipos de atención. Atención: proceso modulador, mediado por DOPAMINA (+) R en Hipocampo “Mi experiencia es aquello a lo que concedo atención”. W. James 1890

  40. Hospital La Salpétrière de Paris

  41. Nace la Neurología en Europa

  42. Jean Marie Charcot

  43. Se fabrican TDA • Falta de sueño: acostarse tarde por video juegos. • Sobre estimulación tecnológica: menos concentración. • Comida chatarra: aumenta AG saturados Síndrome Metabólico y por falta de ejercicios físicos • Consumo de alcohol. • Estrés crónico • Familias disfuncionales. Trastorno digital de déficit atencional (TDDA)

  44. Aprendizaje: proceso de transferencia de conocimientos de un cerebro más informado a otro menos informado en un determinado tema. “Es cualquier variación en las conexiones sinápticas que produzcan cambios en el pensamiento y comportamiento que se generan a través de la información teórica, práctica o de las experiencias de vida”.

  45. Ecoica Memoria: tipos Sensorial auditiva Icónica • Inmediata o sensorial: registros sensoriales, breve duración • A corto plazo, de trabajo o primaria: dura minutos, desaparece por interrupción Ej: 096 75 41 44 • Intermedia: Ej: estudiar para un examen. • A largo plazo o secundaria: - Declarativa o explícita Iconografía. Episódica Semántica - Implícita o procedimental Dura meses, produce cambios estructurales, contiene información evocada. Episódica: registra, recuerda hechos y datos personales, estado mental del momento en que ocurrieron éstos hechos. Semántica es un archivo de conocimientos conceptuales.Implícita o procedimental que es una memoria de aprendizaje, de habilidades motoras o de acción, guarda esquemas implicados en procedimientos que se realizan automáticamente sin intervenir la conciencia: andar en bici. (aprendizaje reflejo de Pavlov y Skinner). NEUROPLASTICIDAD y modelado de redes hebbianas.

  46. Tipos de memoria.

  47. MCP y MLP: cognición molecular MLP: hay síntesis de proteínas codificadas por genes del núcleo (+) por kinasas que se desplazan a su interior. MCP: no interviene el núcleo, no hay síntesis de proteínas, solo aumento de NT: GLU. Dendrogénesis

  48. Kinasas activan genes Genes reguladores y efectores Activan una proteína CREB Desarrolla nuevas conexiones neuronales Dendrogénesis: es Memoria a Largo Plazo.

  49. Factores limitantes del aprendizaje. • Biología de cada cerebro individual. • Experiencias de vida personal y de otras personas • Tiempo histórico que nos toca vivir. • Contexto seleccionado: enriquecido o empobrecido. • Tiempo para aprender: heterogeneidad en la clase. • Genes: lo que nos gusta está genéticamente determinado. • Estado emocional negativo. • Estrés agudo y crónico: no es compatible con aprendizaje.

  50. Factores facilitadores • Estado emocional positivo, emoción = cognición. • Medio ambiente enriquecido, fraterno • Encontrar sentido a lo que se aprende. • Armonía emocional: clima áulico. • Docente: amigo instruido, el altruismo aumenta dopamina. • Cuánto más sepan cómo el cerebro aprende, más exitosos serán”. • Ya no es “mano de obra” es “cerebro de obra”. • Aprendizaje compatible con el cerebro. • Diseñadores de aprendizaje.