BASES ANATÓMICAS DEL APRENDIZAJE

• El aprendizaje es un proceso biológico que tiene origen en la evolución, es decir, que la capacidad de aprender comenzó en algún nivel filético y se desarrolló a través de la evolución de las especies animales como una ventaja adaptativa de la conducta de algunos organismos. Por tanto, existen relaciones fundamentales e íntimas entre el proceso de aprender y la evolución de las especies, la anatomía y la fisiología de los organismos. El aprendizaje es, entre otras, una forma que adoptó la conducta de los organismos para resolver los problemas de supervivencia frente a los ambientes complejos y cambiantes. ¿De qué depende que los humanos puedan aprender? ¿Se requiere de un sistema nervioso central apto para el aprendizaje? y si es así, ¿qué características del sistema nervioso se requieren? El sistema nervioso tiene tres funciones básicas: la sensitiva, la integradora y la motora. 
•  Sensitiva: En primer lugar, siente determinados cambios, estímulos, tanto en el interior del organismo (el medio interno), por ejemplo la dilatación del estómago o el aumento de acidez en la sangre, como fuera de él (el medio externo), por ejemplo una gota de lluvia que cae en la mano o el perfume de una rosa; esta es la función sensitiva. 
•  Integradora: En segundo lugar la información sensitiva se analiza, se almacenan algunos aspectos de ésta y se toman decisiones con respecto a la conducta a seguir; esta es la función integradora. 
• Motora: Por último, se responde a los estímulos iniciando contracciones a nivel de los músculos que controlamos a voluntad produciendo movimientos, en los músculos de los órganos y glándulas provocando movimiento y secreciones. El sistema nervioso humano para su estudio, tiene dos divisiones principales; el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP). El SNC está formado por el encéfalo (cerebro, cerebelo y médula oblongada) encerrado en una estructura ósea (cráneo) y por un órgano alargado, la médula espinal, encerrada en la columna vertebral y la médula espinal. En él se integra y relaciona la información sensitiva, se generan los pensamientos y emociones y se forma y almacena la memoria. La información entra y/o sale del encéfalo y de la médula espinal a través de los nervios. La mayoría de los impulsos nerviosos para las contracciones musculares y las secreciones glandulares se originan en el SNC. El SNC está conectado con los receptores sensitivos, los músculos y las glándulas de las zonas periféricas del organismo a través del SNP. Este último formado por los nervios craneales, que se relacionan con el encéfalo y los nervios raquídeos, que se relacionan con la médula espinal. Una parte de estos nervios lleva impulsos nerviosos hasta el SNC, mientras que otros transportan los impulsos que salen del SNC. La parte del encéfalo que es responsable de las funciones intelectuales del ser humano es el cerebro, y éste está organizado en hemisferios cerebrales que están separados por un espacio profundo en la línea media en cuya profundidad está el cuerpo calloso que conecta a los dos hemisferios. Para aumentar el área de la superficie de la corteza cerebral al máximo, la superficie de cada hemisferio cerebral forma pliegues que están separadas por surcos. Para facilitar la descripción se acostumbra a dividir cada hemisferio en lóbulos que se denominan de acuerdo a los huesos craneanos debajo de los cuales se ubican y así tenemos los lóbulos frontales, parietales, temporales y occipitales. Cada hemisferio está formado por dos estructuras indivisibles; la corteza cerebral y la sustancia blanca. La primera está formada por el cuerpo y las prolongaciones delgadas de las neuronas (células principales del sistema nervioso) y la segunda por las prolongaciones gruesas o axones y ninguno de estos dos elementos pueden funcionar de manera aislada. La corteza cerebral forma un revestimiento completo y externo del hemisferio cerebral. Está compuesta aproximadamente por 100,000 millones de neuronas. El área de superficie de la corteza está aumentada por su plegamiento en giros separados por surcos. El espesor varía de 1,5 a 4,5 mm., esta organizada en unidades de actividad funcional conocidas como áreas: 
•  Área Frontal: localizada en el lóbulo frontal o en la parte más anterior del cerebro. En ella se encuentran representados todos los músculos del cuerpo y su función consiste en diseñar los movimientos individuales de éstos, almacena programas de actividad motora reunidos como resultado de la experiencia pasada. Produce la formación de palabras y está vinculada con la constitución de la personalidad del individuo. Regula la profundidad de los sentimientos y está relacionada con la determinación de la iniciativa y el juicio del individuo. 
•  Área Parietal: se localiza en la superficie laterales del cerebro. Su principal función consiste en recibir e integrar diferentes modalidades sensitivas. Por ejemplo reconocer objetos colocados en las manos sin ayuda de la vista, es decir maneja información de forma y tamaño relacionándola con experiencias pasadas. 
•  Área Occipital: ubicada en la parte posterior del cerebro. Su función consiste en relacionar la información visual recibida por el área visual primaria con experiencias visuales pasadas, lo que permite reconocer y apreciar lo que se está viendo. 
•  Área Temporal: ubicada también en las partes laterales del cerebro. En esta área a su vez se encuentran las áreas auditivas que se vinculan con la recepción e interpretación de sonidos. El área sensitiva del lenguaje de Wernicke que permite la compresión del lenguaje hablado y de la escritura, es decir que uno pueda leer una frase, comprenderla y leerla en voz alta. Otras áreas 
• Área del gusto: que almacena e interpreta las sensaciones gustativas. 
•  Área vestibular: que coordina el equilibrio de nuestro cuerpo. Existen además un sinnúmero de áreas cuya función es desconocida, pero está perfectamente comprobado que ninguna de ellas funciona sola, que todas se interconectan entre sí y que ante un estímulo por simple que sea responden como un todo. Recordemos en nuestra infancia, cuando por primera vez tuvimos contacto con una manzana, percibimos su forma, textura, olor, colores, escuchamos su nombre, la comimos y degustamos su sabor y además con ella tuvimos una sensación placentera al resolver el problema de hambre y de la necesidad de nutrientes de nuestro organismo. Todos estos estímulos llegaron a las áreas correspondientes, fueron almacenados, analizados y se integraron las respuestas formando un conocimiento integral del concepto manzana que representa un aprendizaje significativo. En ocasiones posteriores cuando se reciba uno de estos estímulos, digamos escuchar la palabra manzana, y a pesar de que llega solamente a través del área auditiva, ésta, mediante sus interconexiones estimulará a las demás para evocar ese concepto integral manzana con la producción de las respuestas programadas. A pesar de que los dos hemisferios son casi idénticos ciertas actividades nerviosas son realizadas predominantemente por uno de los dos. La destreza manual, la percepción del lenguaje y el habla están controladas por el hemisferio dominante (en 90% de la población el izquierdo). Por el contrario la percepción espacial, el reconocimiento de las caras y la música por el no-dominante. Se cree que en el recién nacido los dos hemisferios tienen capacidades equipotenciales. Durante la primera infancia la dotación genética y el ambiente en que vive determinarán que un hemisferio domina al otro y sólo después de la primera década de vida la dominancia queda establecida. Por lo tanto el aprendizaje humano es el proceso de recepción de estímulos diversos simbolizados y su procesamiento a través de vías nerviosas aferenciales, medulares, ssubcorticales, corticales y eferenciales. Explicitados a través de sistemas psicosensomotores, perceptivos, pensamientolenguaje, imaginativos, afectivos y volitivos. Bases neurofisiológicas del aprendizaje El Sistema Nervioso Central está formado casi en su totalidad por neuronas, unos 100,000 millones. Una neurona puede recibir y mandar señales a sus vecinas mediante pulsos eléctricos. Tiene tres partes principales : cuerpo, dendritas y axón. Cada neurona tiene prolongaciones delgadas o dendritas, que salen de la neurona como las ramas de un árbol. Son cables receptores de señales. El axón o fibra nerviosa es el conducto de salida de la señal. Es mucho más largo que las dendritas, desde milímetros a un metro. En su final tiene unas pequeñas estructuras que comunican con otras neuronas y a esas conexiones se les llama sinapsis. Generalmente una neurona está conectada con otras 10.000. Por lo tanto el potencial de conexiones que tiene el sistema nervioso humano con respecto a la cifra anterior de 100,000 millones es exponencial. La neurona, procesa las corrientes eléctricas que llegan a sus dendritas y por medio del axón transmite las corrientes eléctricas resultantes a través de su axón a una velocidad de alrededor 100 metros por segundo a otras neuronas conectadas a ella por medio de las sinapsis. En el espacio de conexión el axón libera al espacio intersináptico el contenido de unas vesículas minúsculas, estas sustancias químicas liberadas son los neurotransmisores, estos se difunden a través del espacio entre las neuronas, que son captados por receptores especiales situados en la membrana de una dendrita vecina. La neurona receptora puede ser excitadora o inhibidora según el tipo de sustancias neurotransmisoras que elabore. De esta manera los estímulos se transmiten como oleadas de corriente nerviosa. Todos nacemos con un conjunto completo de neuronas, pero las conexiones entre ellas (sinapsis), se crean con el proceso de aprendizaje. El crecimiento de las dendritas es lento y sus conexiones son pocas en los primeros tiempos de vida. Para que el crecimiento y las conexiones se den con una rapidez es necesario un ambiente rico en estímulos que mande impulsos a las células sensitivas del niño y genere corrientes eléctricas nerviosas entre las neuronas. Cada nueva experiencia abre nuevas conexiones. La "fuerza" del vínculo sináptico aumenta a medida que se repiten los estímulos. Es como un camino que cuanto más se pisa, más profundo y fácil de recorrer se hace (Regla de Hebb). Las neuronas que se conectan por medio de un axón vienen determinadas genéticamente. El recién nacido viene bien equipado con sus neuronas, pero estas conexiones son insuficientes, si a un niño no se le estimula (si no se le habla o acaricia) su cerebro no se desarrolla debidamente. Durante el desarrollo hay una gran multiplicación celular para formar el cerebro. Se forma casi el doble de las neuronas que posteriormente sobreviven para funcionar en el adulto. En algunas etapas se forman hasta 250,000 neuronas por minuto. Después del nacimiento las neuronas no se reproducen aunque son capaces de crear nuevas conexiones entre ellas. En algunas partes del sistema nervioso adulto desaparece el 85% de las neuronas. Las neuronas que se conectan por medio de una dendrita vienen determinadas por los estímulos externos. La red dendrítica y sus sinapsis es la huella física de la cultura. La inteligencia viene dada fundamentalmente por estas conexiones y no por el número de neuronas vivas. La estructura de las neuronas cambia a lo largo de las diferentes etapas de la vida. Las prolongaciones dendríticas van aumentando hasta la edad adulta por los estímulos que recibimos del exterior. Cada vez que aprendemos algo nuevo el cerebro crea nuevas conexiones dendríticas entre las neuronas. Aprender es cambiar el cerebro. Lo importante no es el número de neuronas sino el número de conexiones entre ellas. En la vejez van desapareciendo, hay menor comunicación entre las neuronas y puede producirse pérdida de memoria, dificultad para aprender, etc. Cuando morimos ha muerto aproximadamente un 20% de las neuronas originales, pero nuestro cerebro tiene la capacidad de suplir esa desaparición con la creación de nuevas conexiones dendríticas. Sobre la marcha la mismas neuronas van buscando caminos alternativos de conexión si las estimulamos debidamente. Un cerebro que trabaja es un cerebro vivo. Si la inteligencia es un edificio, el armazón de hierro y cemento sobre el que se construye es la genética (el programa que rige la estructura básica de conexiones debe completarse correctamente), pero el tipo de ladrillos, ventanas, decoración, muebles, etc., viene dado por la experiencia de interacción con el medio, que influye de forma definitiva en nuestras redes nerviosas. Es necesario entender que esta capacidad de variar (flexibilidad) anatómica y funcional es genética. Los factores que inducen la variación son, generalmente, las mutaciones génicas, las cromosómicas y la reproducción sexual (combinación del material genético de ambos padres). De allí proviene la variación y la posibilidad de que se produzcan nuevas estructuras anatómicas o que desaparezcan, que se establezcan, modifiquen o se supriman los comportamientos (tactismo, reflejos, instintos, etc.) y de que aparezca una nueva especie. (Véase Plomin, De Fries y McClearn, 1984). Las alteraciones del material genético que se dieron (tal vez un pequeño cambio en la secuencia de nucleótidos ADN) ocasionó la capacidad de aprender. Unos organismos mostraron mayor capacidad de aprendizaje que otros (entre ellos el hombre). Para algunos organismos les fue imposible cualquier aprendizaje. Los organismos que podían aprender presentaban una ventaja frente a los que no podían hacerlo, pues podían ser flexibles o modificar su comportamiento ante los cambios ambientales nuevos e impredecibles y podían recordar posteriormente que modificación de su comportamiento les fue útil y beneficiosa en el pasado (Véase Staddon Ettinger, 1989). Se requiere de sistemas nerviosos adecuadamente complejos, capaces de admitir y producir variación. Cuando un organismo está equipado genéticamente con estructura, fisiología y conducta y con capacidad para aprender, de forma que pueda desempeñarse eficientemente en un ambiente determinado, se dice que está biológicamente adaptado. A medida que un organismo es menos dependiente de su programación genética para comportarse, se muestra más dependiente del aprendizaje y viceversa.  Neurotransmisores El nivel cerebral de neurotransmisores viene en parte determinado por las experiencias tempranas. El funcionamiento global del cerebro es fuertemente influido por estas sustancias químicas. Por ejemplo, el neurotransmisor serotonina juega un papel en la regulación de la agresión. La serotonina pasa a AMPc, que activa la proteinquinasa y se cierra los canales de Ca2+. Además, por la neurona facilitadora, se cierra el canal de K+. No repolariza la neurona y el Ca2+ provoca respuesta más fácilmente. Una carencia del neurotransmisor dopamina reduce la actividad del lóbulo frontal y un exceso se asocia con la esquizofrenia. Los neurotransmisores-endorfinas juegan un papel en el sistema que produce sensaciones de dolor y placer. Cada vez parece más claro que las características de la personalidad pueden venir determinadas en gran parte por las sustancias químicas del sistema nervioso o neurotransmisores. Después de descargarse una neurona necesita un tiempo mínimo, puede ser un segundo, para reponer su potencial eléctrico y volver al estado anterior al "disparo". Parece un tiempo muy largo si se compara con un chip de silicio de una computadora. El secreto está en que en el cerebro trabajan simultáneamente millones de neuronas, cuyo potencia global es muy superior a el de una computadora. Para que las neuronas puedan desarrollar un trabajo tan eficaz tienen que actuar de formar sinérgica potenciando sus trabajos y esto implica un diálogo constante entre ellas. Cada neurona tiene decenas de miles de conexiones con otras neuronas. Son canales de comunicación, que forman redes especializadas y muy complicadas. El "foro de debate" donde todas las neuronas se comunican es la corteza cerebral. Su portavoz es la conciencia. Este foro puede ser escuchado a través de un registro llamado electroencefalograma que grafica mediante ondas en un papel el tipo de actividad que la corteza cerebral está realizando.