El funcionamiento del cerebro durante los procesos de aprendizaje es un campo fascinante que la neurociencia aplicada a la educación estudia y que puede ser de utilidad para implementar estrategias y métodos de enseñanza.

Dentro de nuestro cerebro ocurren muchos procesos y emociones que permiten u obstaculizan el aprendizaje. Por ejemplo, el estrés en el aula afecta la parte del cerebro denominada amígdala (se encarga principalmente del procesamiento, aprendizaje y memoria emocional, así como de la respuesta al miedo y estrés), ya que se estimula negativamente (con miedo y preocupación), alterando la concentración.

Asimismo, el estrés dentro de un ambiente de aprendizaje influye en el hipotálamo (mantiene la homeostasis), la hipófisis (producción y liberación de hormonas) y las glándulas suprarrenales (regulación de procesos vitales), mismas que secretan la hormona adrenocorticotrópica (ACTH), es decir, el cortisol, el cual reduce la plasticidad del cerebro y ralentiza a las dendritas (parte membranosa, como “brazos” de la neurona) para recibir y enviar los estímulos a otras células del cuerpo.

De acuerdo con la neurociencia, estos hallazgos pueden ser de gran ayuda a la hora de planear, implementar y mejorar los procesos de enseñanza-aprendizaje, ya que este campo emergente en la educación promete ser una herramienta para impulsar y optimizar su desarrollo académico.

¿Qué es la neurociencia?

Dicho de una manera simple, la neurociencia estudia al sistema nervioso, siendo la neurona la unidad estructural y funcional del mismo. El objetivo de la neurociencia es entender el funcionamiento del sistema nervioso para producir y regular emociones, pensamientos, conductas y funciones corporales básicas, así como estudiar los trastornos y/o enfermedades que causan su mal funcionamiento. La neurociencia es interdisciplinaria, puesto que se ha apoyado en otras ciencias como la biología, la medicina, la psicología, etc., beneficiando con sus hallazgos a otros campos como la neurología, la psiquiatría y la educación.

La neurociencia en la educación

La educación es la encargada de los procesos de enseñanza-aprendizaje que proporcionan herramientas, habilidades, etc., necesarias para que el estudiante se pueda desempeñar favorablemente; mientras que la neurociencia se dedica a entender los procesos mentales del cerebro durante el aprendizaje, es decir, lo que estos involucran y cómo se desarrolla este proceso en el cerebro.

Por tanto, la neurociencia educativa actúa como el puente entre la neurociencia y la investigación educativa, con el fin de mejorar la práctica docente y el aprendizaje de las y los alumnos.

¿Qué es la neurotecnología educativa?

Primeramente, hay que entender que la neurotecnología es un campo de la ciencia e ingeniería en el cual el sistema nervioso está interconectado con dispositivos técnicos. Este campo incluye tecnologías para comprender, visualizar y evaluar el cerebro y sus procesos (hasta controlar algunos de ellos), además de reparar o mejorar sus funciones como la memoria, atención, entre otros.

Ahora bien, la neurotecnología educativa es donde converge el conocimiento neurobiológico (comprensión del funcionamiento del cerebro y sistema nervioso), la neuropsicología (la relación del cerebro y el comportamiento humano) y la tecnología. Esta se centra en el mecanismo de aprendizaje, con el fin de optimizarlo y personalizarlo, apoyando a su vez a los docentes en esta labor.

La neurotecnología educativa abarca tecnologías de monitoreo cerebral, tales como electroencefalograma (EEG) o tecnologías de neuroimagen (fMRI), interfaces cerebro-computadora (BCI), aplicaciones de estimulación cerebral, estimulación cognitiva mediante videojuegos, así como plataformas educativas basadas en neurociencia. A través de estas tecnologías de monitoreo cerebral se pueden identificar los neuromarcadores, los cuales son un indicador específico relacionado con la actividad, estructura o función del sistema nervioso. Por ejemplo, el neuromarcador P3 está asociado con el rendimiento académico.

Por su parte, la relación del cerebro con los videojuegos también ha sido probada, puesto que al jugar se reconfigura la vía cerebral, que es responsable del proceso visual, impulsado la plasticidad cerebral. Esto puede ayudar a trasladar ese conocimiento a otras actividades y a la vida diaria. Las aportaciones de este campo permiten una mejor comprensión a las bases neuropsicológicas del uso de la tecnología para atender discapacidades visuales, auditivas y sensoriales del desarrollo. Además, ayudan al profesorado a diseñar e implementar cambios metodológicos para la mejora de la atención, programas motores y/o del desarrollo del lenguaje, memoria y creatividad, así como la superación de dificultades en el aprendizaje (ya sea por lenguaje, atención o habilidades sociales).

A saber, uno de los primeros estudios sobre neurotecnología educativa que ganó atención pública, gracias a la cobertura del Wall Street Journal, fue realizado por una escuela primaria en China, donde por medio de bandas con sensores (similares a los electrodos de un EEG) se midió la actividad eléctrica del cerebro. En función de esta actividad se mostraban luces de colores diferentes según los estados de atención del cerebro, y por medio de un software especializado se observaron los resultados de la clase entera en una sola pantalla. Esto proporcionó una nueva forma de evaluar los niveles de atención de los estudiantes durante una lección.

Tipos de neurotecnología educativa

De acuerdo con el contexto educativo, se pueden incorporar diferentes tipos de neurotecnología educativa con tecnología no invasiva (Sinasi y Hasmatuchi, 2023):

1. Las que son basadas en tecnologías de la información y la comunicación. Aquí entra la gamificación, puesto que se estimula el aprendizaje y la creatividad. Por ejemplo: Quizzlet, Kahoot!, Wordwall, etc.
2. Aquellas que están conectadas físicamente a nivel individual, las cuales son diseñadas para decodificar estados mentales a partir de señales cerebrales y su modulación mediante neuroestimulación. Son las herramientas que se conectan al cerebro y que implican un neurofeedback, el cual se refiere a modificar el espectro de frecuencia de las oscilaciones neuronales espontáneas para ayudar a las y los niños a aprender a controlar su estado de atención. Por ejemplo, la banda de BrainCo para medir la actividad cerebral en tiempo real.

En este sentido, las neurotecnologías son diseñadas para desarrollar o mejorar funciones cerebrales, tales como atención, memoria, control de las emociones y comportamientos. Por ende, el concepto de neuroplasticidad o plasticidad cerebral es importante, ya que es la capacidad del cerebro de cambiar y adaptarse, es decir, su flexibilidad ante los cambios (aprendizaje, entorno, daño, etc.). Además, promueve la modificación de las conexiones neuronales a lo largo de la vida.

Retos

Aunque la neuroeducación y la neurotecnología suenan prometedoras, aún hay trabajo por hacer si se busca una implementación efectiva. Dentro de los retos que este campo emergente puede presentar se encuentran los siguientes:

• Las implicaciones éticas de la toma y la seguridad de los datos. Este es un trabajo crucial que la neuroética deberá afrontar y legislar.
• El impacto de la neuroestimulación y el neurofeedback, el cual continúa siendo estudiado, por lo que no es conocido en su totalidad.
• El potencial de la neurotecnología para modificar procesos neuronales.
• La forma en la que se capacitará al profesorado para la aplicación efectiva en el aula para que el enfoque esté centrado en objetivos.
• El costo elevado de su implementación, puesto que requiere de aparatología. Sumando también a un problema de accesibilidad.

La neurociencia es un campo fascinante y retador, puesto que la mente humana es un mundo complejo de acciones y reacciones ante los estímulos del ambiente. Por esta razón, la educación dentro de la neurociencia y la neurotecnología merece más investigación y desarrollo, con el fin de que los futuros hallazgos se encaminen hacia un progreso positivo y seguro.