Introducción
Los investigadores han indagado cómo los procesos cerebrales se vinculan con diversas funciones cognitivas. No obstante, los investigadores también se han interesado por los procesos cerebrales relacionados con funciones no cognitivas, como la motivación y las emociones. Estas funciones se discuten a continuación.
Motivación
La motivación se define como el proceso mediante el cual se instigan y mantienen actividades dirigidas a un objetivo. Las acciones motivadas incluyen la elección de tareas, el esfuerzo (físico y mental), la persistencia y el logro. El Capítulo 8 también analiza los diversos procesos que se han planteado como hipótesis para afectar la motivación, como los objetivos, la autoeficacia, las necesidades, los valores y las percepciones de control.
Las teorías contemporáneas representan la motivación principalmente en términos cognitivos. La mayoría de los procesos motivacionales tienen componentes cognitivos. La autoeficacia, por ejemplo, se refiere a las capacidades percibidas para aprender o realizar comportamientos a niveles designados. La autoeficacia es una creencia cognitiva. Como tal, es probable que tenga una representación neuronal del tipo que se analiza en este capítulo. Aunque falta investigación en esta área, podríamos esperar que las creencias de autoeficacia estén representadas en el cerebro como una red neuronal que vincula el dominio que se está estudiando (por ejemplo, fracciones, lectura de novelas) con la entrada sensorial actual. Otros procesos motivacionales también pueden estar representados en redes sinápticas, al igual que los procesos involucrados en la autorregulación, como la metacognición y los objetivos. Más investigación neurofisiológica sobre la motivación y las variables de autorregulación ayudaría a cerrar la brecha entre la educación y la neurociencia (Byrnes & Fox, 1998).
Desde una perspectiva de neurociencia cognitiva, existen al menos dos tipos de contrapartes neuronales de la motivación. Estos involucran recompensas y estados motivacionales.
Recompensas
Las recompensas tienen una larga historia en la investigación de la motivación. Son componentes clave de las teorías del condicionamiento, que sostienen que los comportamientos que se refuerzan (recompensan) tienden a repetirse en el futuro. La motivación representa un aumento en la tasa, intensidad o duración del comportamiento.
Las teorías cognitivas y constructivistas de la motivación postulan que es la expectativa de recompensa, más que la recompensa en sí misma, lo que motiva el comportamiento. Las recompensas pueden sostener la motivación cuando se otorgan en función de un desempeño competente o un progreso en el aprendizaje. La motivación puede disminuir con el tiempo cuando las personas ven las recompensas como un control de su comportamiento (es decir, están realizando una tarea para poder obtener una recompensa).
El cerebro parece tener un sistema para procesar las recompensas (Jensen, 2005), pero, como otras funciones cerebrales, esta también es compleja. Muchas estructuras cerebrales están involucradas, incluyendo el hipotálamo, la corteza prefrontal y la amígdala. El cerebro produce sus propias recompensas en forma de opiáceos que resultan en un subidón natural. Este efecto sugiere que el cerebro puede estar predispuesto a experimentar y mantener resultados placenteros. La expectativa de que uno pueda recibir una recompensa por un desempeño competente o mejorado puede activar esta red de placer, que produce el neurotransmisor dopamina. Puede ser que el cerebro almacene, como parte de una red neuronal, la expectativa de recompensa por realizar la acción. De hecho, la dopamina puede ser producida por la expectativa de placer (anticipación de la recompensa), así como por el placer mismo. La dopamina aumenta cuando hay una discrepancia entre las recompensas esperadas y las realizadas (por ejemplo, las personas esperan una gran recompensa pero reciben una pequeña). El sistema de dopamina puede ayudar a las personas a ajustar sus expectativas, lo cual es un tipo de aprendizaje (Varma et al., 2008).
Pero el cerebro también puede saciarse con las recompensas de tal manera que la expectativa de una recompensa o la recepción de una recompensa no produzca tanto placer como antes. Es posible que se necesite la expectativa de una recompensa mayor para producir dopamina, y si eso no se produce, entonces el efecto puede extinguirse. Este punto puede ayudar a explicar por qué ciertas recompensas pierden su poder para motivar con el tiempo.
Se necesita investigación sobre si otros motivadores cognitivos, como los objetivos y la percepción del progreso del aprendizaje, también desencadenan respuestas de dopamina y, por lo tanto, tienen referentes neurofisiológicos. El punto a tener en cuenta, sin embargo, es que la producción de dopamina es idiosincrásica. El mismo nivel de recompensa o expectativa de recompensa no motivará a todos los estudiantes de manera uniforme, lo que sugiere que procesos cerebrales adicionales están involucrados en la motivación. Este punto tiene implicaciones prácticas para la enseñanza, porque sugiere que los maestros que planean usar recompensas deben aprender qué motiva a cada estudiante y establecer un sistema de recompensas que pueda adaptarse a los cambios en las preferencias de los estudiantes.
Estados Motivacionales
Desde una perspectiva de neurociencia cognitiva, los estados motivacionales son conexiones neuronales complejas que incluyen emociones, cogniciones y comportamientos (Jensen, 2005). Los estados cambian con las condiciones. Si han pasado varias horas desde que comimos, entonces es probable que estemos en un estado de hambre. Podemos estar en un estado de preocupación si los problemas nos presionan. Si las cosas van bien, podemos estar en un estado de felicidad. De manera similar, un estado motivacional puede incluir emociones, cogniciones y comportamientos orientados al aprendizaje. Al igual que otros estados, un estado motivacional es una combinación integrada de mente, cuerpo y comportamiento que finalmente se vincula con una red de conexiones sinápticas similar a una telaraña.
Los estados son fluidos; están en constante cambio en función de eventos internos (por ejemplo, pensamientos) y externos (por ejemplo, ambientales). Cualquier estado motivacional dado puede fortalecerse, debilitarse o cambiar a otro tipo de estado. Esta naturaleza cambiante de las conexiones sinápticas coincide con la naturaleza de la motivación (discutida en el Capítulo 8), que la motivación es un proceso más que una cosa. Como proceso, por lo general no es constante, sino que aumenta y disminuye. La clave para la educación y el aprendizaje es mantener la motivación dentro de un rango óptimo.
Los maestros comprenden intuitivamente la idea de los estados motivacionales. Su objetivo es que los estudiantes estén en un estado motivacional para el aprendizaje. En un momento dado, algunos estudiantes estarán en ese estado, pero otros estarán experimentando diferentes estados, incluyendo apatía, tristeza, hiperactividad y distracción. Para cambiar estos estados, los maestros pueden tener que primero abordar los estados presentes (por ejemplo, atender por qué Kira está triste) y luego intentar enfocar la atención de los estudiantes en la tarea en cuestión.
La integración de la cognición, la emoción y el comportamiento postulada por la neurociencia es importante. Los componentes individuales no conducirán a un aprendizaje deseable. Por ejemplo, los estudiantes que creen que quieren aprender y están emocionalmente listos para hacerlo, sin embargo, aprenderán poco si no se involucran en ningún comportamiento. Asimismo, el comportamiento motivado sin un enfoque cognitivo claro en el aprendizaje será una actividad desperdiciada. Los estudiantes que están experimentando estrés emocional pero quieren aprender y participar en acciones de aprendizaje son propensos a encontrar que su aprendizaje es menos que máximo porque las emociones están frustrando la formación y consolidación de conexiones sinápticas.
Emociones
De manera similar a la evidencia neurofisiológica de la motivación, el funcionamiento de las emociones en el SNC no se comprende por completo. Existen varias teorías para explicar las emociones humanas (Byrnes, 2001).
Una teoría que es coherente con la visión anterior de la motivación es una teoría de redes (Halgren & Marinkovic, 1995). Desde esta perspectiva, las reacciones emocionales constan de cuatro etapas superpuestas: complejo de orientación, integración de eventos emocionales, selección de respuesta y contexto emocional sostenido. El complejo de orientación es una respuesta automática en la que los individuos dirigen su atención hacia un estímulo o evento y movilizan recursos para lidiar con él. El complejo de orientación produce una respuesta neuronal que se envía a otras etapas. En la etapa de integración de eventos emocionales, este estímulo o evento se integra con información en la MT y la MLP, como información sobre la definición o el significado del estímulo o evento y el contexto.
En la tercera etapa (selección de respuesta), el individuo atribuye un significado cognitivo al estímulo o evento, integra este significado con un componente afectivo, identifica posibles acciones y selecciona una. Finalmente, durante la etapa de contexto emocional sostenido, el estado de ánimo del individuo se vincula con los resultados de las etapas anteriores. Cada etapa está vinculada con áreas neuronales específicas. Por ejemplo, el contexto emocional sostenido parece estar asociado con descargas neuronales en áreas del lóbulo frontal (Halgren & Marinkovic, 1995).
Pero las emociones parecen ser más complejas que este análisis, porque el mismo evento tiene el potencial de despertar diferentes emociones. El idioma inglés refleja este potencial de activación múltiple, como cuando uno dice después de escuchar una noticia: “No sabía si reír o llorar”. También es posible que la actividad emocional en el cerebro sea diferente para las emociones primarias y las emociones basadas en la cultura (Byrnes, 2001). Las emociones primarias (p. ej., miedo, ira, sorpresa) pueden tener una base neuronal innata centrada en el hemisferio derecho (que regula gran parte del funcionamiento del SNA), mientras que las emociones que involucran significados culturales (p. ej., declaraciones hechas por personas que pueden interpretarse de diferentes maneras) pueden estar gobernadas más por el hemisferio izquierdo con sus funciones lingüísticas.
Las emociones pueden ayudar a dirigir la atención, lo cual es necesario para el aprendizaje (Phelps, 2006). La información del entorno va al tálamo, donde se transmite a la amígdala y a la corteza frontal. La amígdala determina la significación emocional del estímulo (Wolfe, 2001). Esta determinación es facilitadora, porque nos dice si debemos correr, buscar refugio, atacar o permanecer neutrales. La corteza frontal proporciona la interpretación cognitiva del estímulo, pero esto requiere tiempo adicional. Parte de lo que se entiende por “control emocional” no es simplemente reaccionar ante la significación emocional (aunque cuando la seguridad es un problema, eso es deseable), sino más bien retrasar la acción hasta que se pueda hacer la interpretación cognitiva adecuada.
Además de su papel en la atención, las emociones también influyen en el aprendizaje y la memoria (Phelps, 2006). Parece que las hormonas epinefrina y norepinefrina, que son secretadas por la corteza suprarrenal para producir las respuestas autonómicas involucradas en las emociones, también mejoran la memoria para el estímulo o evento desencadenante en el lóbulo temporal del cerebro (Wolfe, 2001). La memoria consciente de las situaciones emocionales se consolida mejor debido a las acciones de estas hormonas.
El punto de que las emociones pueden mejorar el aprendizaje no debe interpretarse como una recomendación de que los educadores hagan que el aprendizaje sea lo más estresante posible. Como vimos antes, demasiado estrés interfiere con la formación y consolidación de redes neuronales. Más bien, este punto sugiere que la motivación y las emociones se pueden utilizar constructivamente para producir un mejor aprendizaje. Los maestros que dan muchas conferencias generan poca participación emocional por parte de los estudiantes. Pero el interés emocional debería aumentar cuando los maestros hacen que los estudiantes participen en el aprendizaje. Las actividades como los juegos de roles, los debates y las demostraciones probablemente instiguen una mayor motivación y emociones y conduzcan a un mejor aprendizaje que las conferencias de los maestros.
Involucrar las emociones en el aprendizaje
Kathy Stone quiere que sus alumnos disfruten de la escuela y sabe lo importante que es despertar las emociones de los niños para el aprendizaje. Siempre trata de vincular el contenido académico con las experiencias de los estudiantes para que sus emociones positivas asociadas con estas experiencias se asocien con el aprendizaje. Cuando sus hijos leyeron una historia sobre un niño que hizo un viaje, les pidió que contaran sobre cuándo hicieron un viaje para visitar a un pariente, ir de vacaciones, etc. Cuando trabajaba en la división matemática, les pidió a los niños que pensaran en algo que estaba dividido en partes (p. ej., pastel, torta) para que varias personas pudieran disfrutarlo.
Jim Marshall quiere que sus alumnos no solo aprendan la historia de los EE. UU., sino que también experimenten las emociones involucradas en los eventos clave. Leer sobre eventos como la Guerra Civil y la Gran Depresión puede despojarlos de emociones, sin embargo, estos y otros eventos despertaron fuertes emociones entre quienes vivieron entonces. Jim hace un gran uso de películas que representan eventos y juegos de roles con sus alumnos. Trabaja con los estudiantes para asegurarse de que expresen las emociones que probablemente habrían sentido. Para un juego de roles sobre la Gran Depresión, un estudiante era una persona que buscaba trabajo y otros desempeñaban los roles de empleadores que visitaba pidiendo trabajo. A medida que cada empleador lo rechazaba, el solicitante de empleo se frustraba más y finalmente comenzó a sollozar y decir: “¡Todo lo que quiero es un trabajo para poder mantener a mi familia. Espero que mis hijos nunca vuelvan a ver esto en sus vidas!”.
Gina Brown entiende cómo algunos estudiantes pueden ver el contenido de la psicología educativa como seco y aburrido. Para invocar las emociones de sus alumnos, cada semana hace que sus alumnos se concentren en uno o dos conceptos para abordar en sus pasantías escolares (ver Aplicación 2.1). Por ejemplo, leer sobre el aprendizaje puede ser aburrido, pero ver a un niño aprender es emocionante. Por lo tanto, mientras los estudiantes trabajan con niños en edad escolar, mantienen un registro de los comportamientos y reacciones de los niños durante una lección mientras están aprendiendo. Los estudiantes de Gina informan lo emocionados que se ponen cuando están enseñando a los niños y los niños comienzan a mostrar que están aprendiendo. Como informó uno de los estudiantes de Gina, “Me emocioné tanto mientras trabajaba con Keenan cuando dijo: ‘¡Oh, lo entiendo!’, ¡y efectivamente lo hizo!”
Aumentar la emoción durante el aprendizaje es eficaz solo hasta cierto punto. Demasiada emoción (p. ej., alto estrés) durante períodos prolongados no es deseable debido a todos los efectos secundarios negativos (p. ej., aumento de la presión arterial, sistema inmunitario comprometido). Los estudiantes en situaciones estresantes prolongadas también se preocupan excesivamente, y los pensamientos asociados con la preocupación frustran el aprendizaje.
Estos efectos negativos provocados por el estrés o las amenazas surgen en parte debido a la hormona cortisol, que al igual que la epinefrina y la norepinefrina es secretada por las glándulas suprarrenales (Lemonick, 2007). La epinefrina y la norepinefrina actúan rápidamente, y el cortisol es un tipo de respaldo de larga duración. Las altas cantidades de cortisol en el cuerpo durante largos períodos de tiempo pueden conducir al deterioro del hipocampo y a una disminución del funcionamiento cognitivo (Wolfe, 2001).
El cortisol también es fundamental durante el desarrollo del cerebro. Los bebés se vinculan emocionalmente con los padres o cuidadores. Cuando los bebés experimentan estrés, sus niveles de cortisol se elevan en sus cuerpos. El cortisol retarda el desarrollo del cerebro porque reduce el número de sinapsis y deja a las neuronas vulnerables al daño (Trawick-Smith, 2003). Por el contrario, cuando los bebés forman vínculos y los mantienen a lo largo del tiempo, los niveles de cortisol no se elevan (Gunnar, 1996). Cuando los vínculos son seguros, los niveles de cortisol no aumentan a niveles peligrosos incluso en condiciones estresantes. Por lo tanto, es fundamental que los niños pequeños crean que sus padres o cuidadores los aman y son cuidadores confiables.
En resumen, podemos ver que la motivación y las emociones están integralmente vinculadas con el procesamiento cognitivo y las actividades neuronales. Además, la evidencia resumida en esta sección deja claro que cuando la motivación y las emociones se regulan adecuadamente, pueden afectar positivamente la atención, el aprendizaje y la memoria. Ahora pasamos a las aplicaciones instruccionales de la neurociencia para la enseñanza y el aprendizaje.