El cerebro adolescente, la metacognición y las nuevas tecnologías

La revolución neuroeducativa puede que hunda sus raíces en el simposio de tres días que en 1956, el «annus mirabilis», se realizó en el MIT sobre la ciencia de la información, en consonancia con el auge de la cibernética, y que inició la revolución cognitiva. Destacamos tres papers:

• Miller, George A. (1956), «Human Memory and the Storage of Information», Institute of Radio Engineers [now, IEEE] Transactions on Information Theory 2(3): 129-137.
• Newell, Allen; & Simon, Herbert A. (1956), «The Logic Theory Machine—A Complex Information Processing System», IRE [now, IEEE] Transactions on Information Theory 2(3) (September): 61-79.
• Chomsky, Noam (1956), «Three Models for the Description of Language» IRE [now, IEEE] Transactions on Information Theory 2(3) (September): 113-124.

Más

• Norbert Wiener, «What Is Information Theory?», I.R.E. Transactions on Information Theory 3 (June 1956)
• Claude E. Shannon, «The Bandwagon», I.R.E. Transactions on Information Theory 2 (1956)

De fondo, que la mente y los ordenadores funcionan de modo similar por lo que una misma teoría podría comprenderlos a ambos, pues la programación por ordenador y la resolución de problemas por un humano serían dos especies de un mismo género, el IPS (Information Process System) orientado a la manipulación de símbolos. Aplicado a la educación significaba abandonar el conductismo para centrarse en el cómo y no el qué, es decir, en las instrucciones en cuanto ciencia aplicada del aprendizaje bajo el supuesto de que tenemos una «mente» (inaceptable para los primeros).

En esta línea destaca la publicación de Newell y Simon de 1972 Human Problem Solving (Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, NJ, USA) donde ponían el foco del aprendizaje en los procesos mentales que subyacen a la resolución de problemas (no es difícil ver la conexión con el PBL/ABP). Será en la década de 1980 que aparezca la noción de «principiante inteligente» en cuanto persona que sin más conocimientos específicos que los demás sobre algo resolvía de forma experta los problemas que se le presentaban. Este giro a la inteligencia se hizo sobre la asunción de que estos principiantes controlaban y supervisaban sus procesos mentales de una manera más eficiente, superando a los que solo poseían conocimientos sobre la materia. Esto dio lugar a la llamada «nueva síntesis» que abrió un nuevo espacio a la práctica educativa en el que se combinarían el aprendizaje específico y el general sobre el control de los procesos del propio pensamiento. Aquí entroncarían los enfoques de Sternberg y en cierto modo, de la propia Carol Dweck centrada más en los mensajes neurolingüísticos.

Es esta base teórica la que dio lugar al concepto de «metacognición» (John Flavell (1976). Metacognitive aspects of problem solving. In L. B. Resnick (Ed.), The nature of intelligence (pp.231-236). Hillsdale, NJ: Erlbaum) en cuanto habilidad para pensar sobre el pensamiento, para tener conciencia de que uno mismo· es capaz de solucionar problemas, y para supervisar y controlar los propios procesos mentales. En un marco comprensivo de la actividad mental, la metacognición sería el 4º y más alto nivel de pensamiento, por delante de los procesos innatos básicos, de los procesos de cálculo y alfabetización en segundo lugar, y de las estrategias y métodos (débiles o fuertes) que consciente y voluntariamente empleamos para aprender (repetir por ejemplo). La metacognición nos daría conciencia y control de los niveles anteriores. La idea a partir de aquí es que todo niño es un «aprendiz universal» capaz de convertirse en un principiante inteligente (se trata por lo tanto de enseñar a aprender). Podríamos decir que los niños con mentalidad de éxito (growthmindset) serían aquellos que no se dejan bloquear cuando cometen un error sino que reflexionan sobre lo que salió mal y cómo revisarlo.

Esto nos lleva a la cuestión de la nueva neuroeducación, que enlazaría el aspecto cognitivo con el ámbito de la informática en el contexto de las nuevas tecnologías y los avances en la comprensión del cerebro, se oriente a la programación explícitamente o no. Aunque la historia se retrotrae hasta aproximadamente la misma época de inicio de la psicología cognitiva.

En la década de 1950, por medio de experimentos con animales, se asentó la idea de que las regiones sensoriales del cerebro se desarrollaban en los primeros momentos tras nacer, con lo que en esos períodos la estimulación sensitiva se considera de importancia extrema. Sobre estos experimentos se coló el prejuicio de que el cerebro apenas cambiaría tras este desarrollo inicial. Hubo que esperar a los años entre 1960 y 1970 para asumir que el cerebro continuaba modelándose más allá de la infancia, aunque en un principio fue una inferencia a partir de la comparación de cerebros de cadáveres en los que se apreciaban desarrollos en el córtex frontal, orientado como se sabe a las llamadas funciones ejecutivas. Será finalmente en la década de 1980 que estudios de Peter Huttenlocher en Chicago (empezando con el artículo de 1979 Synaptic density in human frontal cortex-developmental changes and effects of aging. Brain Res 163: 195-205) muestren que esta área es precisamente la última en desarrollarse, estableciéndose la pubertad como la época clave en el desarrollo, con dos descubrimientos relevantes:

1- que en la adolescencia se produce un incremento de materia blanca en el córtex frontal. La explicación es que con el desarrollo de las neuronas éstas recubren de mielina sus axones, mielina que incrementa la velocidad de transmisión de los impulsos eléctricos entre neuronas, y que aparece al microscopio de color blanco, lo que acaba afectando la percepción de las propias células que parecen menos grises.

2- que se reduce la densidad de conexiones sinápticas en el córtex frontal. Habría una sinaptogénesis inicial al nacer y hasta el año de vida cuando se alcanza el máximo, produciéndose a partir de entonces una poda paulatina de las conexiones no usadas y un reforzamiento de las demás. Pero en el lóbulo frontal la producción de sinapsis continuaría durante toda la infancia y solo comenzaría la poda después de la pubertad. De ahí la reducción observada en las conexiones sinápticas en esta zona.

Habría sin embargo un incremento de materia gris en torno a los 12 años, que declinaría tras la pubertad. Se habla así de una segunda sinaptogénesis, como un volver a nacer, en la adolescencia, de donde el exceso de conexiones que habría que podar, con lo que la materia gris se reduce igualmente. Es el inicio del desarrollo de las funciones ejecutivas: controlar y coordinar nuestros pensamientos y comportamientos, dirigir la atención al futuro, inhibir lo inapropiado y ser capaces de pensar en dos cosas al mismo tiempo. Funciones que deberían desarrollarse entonces durante la adolescencia, aunque de un modo no lineal porque esa inicial sinaptogénesis en exceso puede materializarse en una menor funcionalidad ejecutiva en el adolescente, aunque de modo temporal.

Es justamente en relación a estas funciones ejecutivas que la psicología cognitiva entronca con la neuroeducación y en el marco de las nuevas tecnologías.

Alguna bibliografía sobre neuroeducación:

• Jean-Pierre Changeux (1985) Neuronal Man
• Gerald Edelman (1992) Bright Air, Brilliant Fire
• Steven Rose (1992) The Making of Memory
• Antonio Damasio (1994) Descartes’ Error
• William Calvin (1996) How Brains Think
• Joe LeDoux (1996) The Emotional Brain
• Susan Greenfield (1997) The Human Brain: A Guided Tour
• Richard Cytowic (1998) The Man Who Tasted Shapes
• Edmund Rolls (1998) The Brain and Emotion
• Ann and Richard Barnet (1998) The Youngest Minds
• Rita Carter (1999) Mapping the Mind
• Walter J. Freeman (1999) How Brains Make Up Their Minds
• James Byrnes (2001) Minds, Brains and Learning
• James Zull (2002) The Art of Changing the Brain
• Joaquin Fuster (2003) Cortex and Mind
• Sarah-Jane Blakemore and Uta Frith (2005) The Learning Brain
• Steven Rose (2006) The 21st-Century Brain
• Chris Frith (2007) Making Up the Mind
• Sergio Della Sala (2007) Tall Tales About the Mind & Brain