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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