Neurobiologia Del Aprendizaje
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28-08-2014
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Neurobiologa y Aprendizaje
Gabriel Olate Gonzlez, Ms.Sc., M.Ed.
Fonoaudilogo
Educacin (formal): Proceso de Enseanza-
Aprendizaje Deliberado, Guiado, y con
objetivos definidos.
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A. Para qu se aprende?
1. Anticipar y predecir: Funcin central del cerebro.
Permite Ajustar conductas especificas a un ambiente definido y variable, programar, planear, hacer proyectos. Predecir.
Para anticipar con xito y generar conductas apropiadas es necesario conocer y saber (sobre el ambiente y si mismo)
Saber y conocer dependen de a) disposiciones innatas y b) informacin adquirida (aprendizaje).
B. Por qu se aprende?
Tendencia innata a conocer y saber. Exploracin, curiosidad. Neotenia.
1. Los elementos fundamentales del aprender.
Innatos: Herencia (gentica) es una Hiptesis de Trabajo sobre el mundo y si mismo.
Aprendidos: dependen de ambiente especifico. Fsico, social, econmico, poltico, cultural.
Dispositivos genticos son activados y entrenados por experiencias apropiadas.
2. Entrelazamiento innato-aprendido. Epignesis. Vara segn dominio y maduracin.
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3. Los elementos biolgicos determinantes del aprendizaje
Plasticidad cerebral
- Redes neuronales establecidas por uso
- Perodos crticos
Estructuras precableadas
- Arquitectura y organizacin bsica del cerebro
- Coordinacin corporal (internas)
- Relaciones con el ambiente.
- Sistemas sensorio-motor
- Nociones espacio temporales. Leyes fsicas y biolgicas elementales. Causalidad.
- Reglas Formales de procesamiento (gramtica, lgico-matemtica, morales, sociales, etc.
- Intuiciones perceptivas y conductuales.
Posibilitan (a travs del aprendizaje) generar: modelos dinmicos dela realidad
- Reconocimiento de patrones Esquemas operacionales.
C. Qu se Aprende?
1. Experiencias y seleccin de informacin .
Valor : Importancia para supervivencia y reproduccin en su ambiente.
Significacin: Ajustada, relacionada, asociada con modelos previos de la realidad.
Valor y significacin se establecen, en cada caso, en relacin con motivaciones
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Progresivamente de mayor abstraccin.
- Generacin sucesiva de modelos cada vez mas
abstractos (conceptual).
- Perodos crticos y maduracin.
- Efecto recursivo de nuevas capacidades y
saberes.
- Desarrollo ms estable pero siempre dinmico de
modelos (imgenes) del mundo y de si mismo.
- Operaciones (reconocimiento de patrones y
conductas) se interiorizan y permiten:
Simulaciones virtuales conscientes.
Biologa del
Aprendizaje
Aprendizaje y
Memoria
Circuitos
Corticales
Circuitos
Subcorticales
Plasticidad
redes
Hipocampo
plasticidad
configuracin
Perodos
Crticos Aprendizaje
Experiencia
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Biologa del
Aprendizaje
Aprendizaje y
Memoria
Circuitos
Corticales
Circuitos
Subcorticales
Plasticidad
Hipocampo y
Memoria
- Redes Neuronales e interacciones.
-Cambios en la Configuracin de las paredes
de las membranas pre y post sinpticas
-Nuevas Redes Neuronales
-Potenciacin y Depresin a largo plazo
Amgdala
Cerebelo
Modificacin Conductual
Porcin
Tegmental
Ventral
Acumbens
Biologa del
AprendizajeAprendizaje
Memoria
Proceso mediante el cual
se adquieren
conocimientos sobre el
mundo
Retencin,
almacenamiento,
organizacin y
jerarquizacin de este
conocimiento
Todos los
organismos
aprenden
Todos los
organismos
recuerdanQu se aprende ms rpidamente
Cmo se aprende
Fases de la Formacin de la Memoria
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Biologa del
AprendizajeAprendizaje
Expresado en plasticidad sinptica:
capacidad para modificar las relaciones
entre neuronas por estmulos del medio
Plasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros
Expresado en el
cambio de una
Cunducta
Biologa del
AprendizajePlasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros
Aprender Habilidades Nuevas
Establecer Nuevas Memorias
Responder a lesiones
Mecanismos de
cambio en el
cerebro
maduro son de
reciente
estudio
Patologa
Funcin neural alterada depende
de los cambios de las fuerzas de
las sinapsis
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Biologa del
AprendizajePlasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros
Modificacin
Segundos
Das
Meses
Aos
Cambios POST
traduccionales en las
protenas relacionadas en
la sinapsis
Cambios definitivos en la
expresin Gnica
Perodo
Crtico
Biologa del
AprendizajePlasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros
Cambios en circuitos producidos por la formacin localizada de
nuevas terminaciones axnicas y prolongaciones dendrticas
Cambios ms extensos AVE TEC
Limitada la
tejido
cicatrizalVas de
paso,
factores
trficosAmbientes
enriquecidos
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Biologa del
AprendizajePlasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros
Estudios en animales de
pocas neuronal
Evolutivamente Plasticidad es tan
fundamental que sus
bases moleculares deben
estar conservadas en
organismos muy
diferentes
Modelo animal: Aplysia, desarrollado por Erick Kandel
Habituacin
Disminucin de la
respuesta frente a la
presentacin repetitiva de
un estmulo
Toque
Plasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros: Aprendizaje
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SensibilizacinGeneralizacin de un
estmulo aversivo a otros
no aversivos
Toque +
Shock
Plasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros: Aprendizaje
Sensibilizacin
Plasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros: Aprendizaje
Aprendizaje de
Corto Plazo
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Sensibilizacin
Plasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros: Aprendizaje
Aprendizaje de
Largo Plazo
Habituacin
-Depresin Sinptica por agotamiento
vesicular.
-Reduccin del Glutamato liberado por la
Neurona sensitiva presinptica
Plasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros: Aprendizaje
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Sensibilizacin
Corto Plazo
-Se toca el Sifn, se da Shock y se libera Glu a travs de las N
mecano receptoras sobre el efector y sobre las Interneuronas.
-Aumenta la probabilidad de que ambas N post sinapticas
manifiesten Pot.Accin.
-Ambas N son exitatorias
-Aumenta an ms la probabilidad de descargar sobre la
motoneurona ante un estmulo mecnico del sifn.
Plasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros: Aprendizaje
+ Glu+
Ach
Movimiento
Sensibilizacin
Largo Plazo
-El Shock en la cola recluta otras neuronas sensitivas
-Las Neuronas Moduladores liberan Serotoninas en el espacio
entre la neurona sensorial del Sifn y la motoneurona, lo que
aumenta la liberacin del glutamato.
-Tb dura 1 hora (1 estmulo)
Plasticidad Sinptica y los Circuitos Maduros: Aprendizaje
+ Glu+
Ach
Movimiento
+ Glu(- )
5-HT
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Sensibilidad a largo Plazo se debe a
cambios en la Expresin Gnica de
protenas que regulan la actividad de
PKA y conducen a cambios en el
crecimiento de las sinpsis.
1- cAMP se una PKA.
Libera subunidades
catalticas de PKA
1-PKA se fosforila y
activa el activador
transcripcional CREB.
2- Produccin de una
enzima ubicuitina
hidroxilasa que estimula
la degradacin de PKA.
3- Aumento de la
cantidad de subunidad
cataltica libre, por lo
que sigue activa y no
necesita 5-HT para
activarse
(sigue actuando sobre el
Potasio disminuyendo la
probabilidad de apertura
en el PPrS, prolongando
su accin)
Entrenamiento
Repetido
Estos mecanismos son los responsables de
los cambios breves en circuitos enceflicos
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Plasticidad Sinptica a Largo Plazo en Mamferos
Cambios ms
permanentes
Potenciacin a
Largo Plazo
Depresin a
Largo Plazo
Formas ms duraderas y relacionadas con el
aprendizaje
Trminos amplios que involucran distintos
mecanismos celulares y moleculares
Hipocampo
Plasticidad Sinptica a Largo Plazo en Mamferos
Experiencias previas muestran que
estimulacin elctrica del HC,
aumentan la transmisin sinptica
por das o semanas.
Propiedad estudiado INVIVO con muestras
de hipocampo de ratas y conejos
Anatmicamente se divide en 2 porciones
CA 1 CA 3 Cornu Amon
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Potenciacin a largo Plazo: Propiedades
Dependiente de
Estado El estado del potencial de membrana de la celula post
sinptica en CA1 determina se desarrolla la
potenciacin o no.
Especificidad de
las AferenciasLas sinapsis estn destinadas solo a clulas activadas
(relacionadas con la memoria)
Si estuvieran destinadas a todas las clulas no habra
aprendizaje selectivo y se registrara todo
Asociatividad Activacin dbil de una seal no general Potenciacin a
largo Plazo
Si se une a una mayor si.
Dislexia: concepto polmico
Nos encontramos con:
Los que llaman dislexia al conjunto de trastornos que pueden afectar al aprendizaje de la lectoescritura Los que se oponen a la utilizacin de este trmino porque niegan su propia realidad como entidad diferente Los que reservan el trmino de "dislexia" exclusivamente a un grupo determinado de nios (dislexia evolutiva)... "incapacidad
para aprender a leer normalmente..." ... diagnstico por exclusin "Errores tpicos".... que aparecen en todos los nios en la primera fase del aprendizaje El cuadro que presentan se asemejan bastante a lo que podemos encontrar en nios de bajo nivel social, poco motivados o de
inteligencia limitada Carcter duradero y selectivo de las dificultades de lectoescritura lo que definira (?) al grupo de nios dislxicos Trastornos asociados (esquema corporal,...) que "aparecen" en nios que leen y escriben perfectamente
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Concepto
- Trastorno del desarrollo cuyo sntoma principal es la dificultad para aprender a leer
-Sin relacin con las capacidades intelectuales, ni con factores emocionales o
motivacionales
- Gran variacin en cuanto a porcentajes de nios dislxicos (desde 20% hasta 2-4%)
- Cambio del concepto a lo largo de los aos: trastorno visual, auditivo, motor,
alteracin de la psicomotricidad,...
- A finales de los 60: Es un desorden que se manifiesta en la dificultad para
aprender a leer, a pesar de una instruccin convencional, inteligencia adecuada y
oportunidades socioculturales
- A partir de la dcada de los 90 se aade el origen neurobiolgico
- Principal caracterstica: problemas para decodificar las palabras
- Otras dificultades asociadas
- Es un nio/a que sufre
Hiptesis explicativas
- Dficit en el procesamiento visual: confusiones entre letras parecidas
- Aportaciones de Vellutino (1979)
- Reformulacin: vas visuales magnocelular y parvocelular
- Crtica a la teora del dficit visual
- Dficit del procesamiento auditivo: discriminacin de tonos y secuencias
temporales de tonos
- Excesiva lentitud en el procesamiento, especialmente en la recuperacin de las
etiquetas verbales del almacn de palabras
- Algunos autores la incluyen dentro de la hiptesis del dficit fonolgico
- Dficit fonolgico: la que tiene mayor apoyo emprico
- Dificultad para procesar los fonemas (codificar, almacenar, recuperar los
sonidos del habla)
- Reconocimiento de palabras: va lexical y va fonolgica
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Alteraciones neurolgicas
- Origen gentico
- Ausencia de asimetra cerebral
- Diferencias en el cuerpo calloso
- Patrn de activacin cerebral diferente
Algunas conclusiones
- No hay un patrn o perfil nico de dislexia
- La actividad lectora depende de estructuras cerebrales destinadas a otros procesos
- Pueden ser varias las estructuras cerebrales cuya alteracin tenga consecuencias en
la capacidad para aprender a leer... y, por tanto, se pueden presentar un grupo
heterogneo de trastornos
- Los trastornos fonolgicos aparecen en la mayora de los casos
- Algunos de los sntomas podran ser consecuencia y no la causa (por ejemplo, los
movimientos oculares errticos)
- La situacin de un nio dislxico tambin depende de las experiencias de
aprendizaje que haya tenido
- Tambin de las caractersticas del sistema ortogrfico (lenguas ms o menos
transparentes)
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Reflexiones
Quien, como, donde y porque se aprende
Importancia del contexto en la relacion con el
aprendizaje
Aspectos motivacionales
aprendizaje sobre aprendizaje
Roles de redes terciarias