Neurociência educacional - Educational neuroscience

Educação cerebral (ou neuroeducação , um componente da Mente Cérebro e Educação ) é um emergente científica campo que reúne pesquisadores em neurociência cognitiva , a neurociência cognitiva do desenvolvimento , psicologia educacional , tecnologia educacional , teoria da educação e outras disciplinas relacionadas para explorar as interações entre processos biológicos e educação. Pesquisadores em neurociência educacional investigam os mecanismos neurais de leitura , cognição numérica , atençãoe suas dificuldades associadas, incluindo dislexia , discalculia e TDAH, no que se refere à educação . Os pesquisadores nesta área podem vincular descobertas básicas em neurociência cognitiva com tecnologia educacional para ajudar na implementação de currículos para educação matemática e educação de leitura . O objetivo da neurociência educacional é gerar pesquisa básica e aplicada que fornecerá uma nova conta transdisciplinar de aprendizagem e ensino , que seja capaz de informar a educação. Um dos principais objetivos da neurociência educacional é preencher a lacuna entre os dois campos por meio de um diálogo direto entre pesquisadores e educadores, evitando os "intermediários da indústria da aprendizagem baseada no cérebro". Esses intermediários têm interesse comercial na venda de "neuromitos" e seus supostos remédios.

O potencial da neurociência educacional tem recebido vários graus de apoio de neurocientistas cognitivos e educadores. Davis argumenta que os modelos médicos de cognição, "... têm apenas um papel muito limitado no campo mais amplo da educação e aprendizagem, principalmente porque os estados intencionais relacionados à aprendizagem não são internos aos indivíduos de uma forma que podem ser examinados pela atividade cerebral". Pettito e Dunbar, por outro lado, sugerem que a neurociência educacional "fornece o nível de análise mais relevante para resolver os problemas centrais da educação de hoje". Howard-Jones e Pickering pesquisaram as opiniões de professores e educadores sobre o assunto e descobriram que eles geralmente estavam entusiasmados com o uso de descobertas neurocientíficas no campo da educação e que sentiam que essas descobertas teriam maior probabilidade de influenciar sua metodologia de ensino do que o conteúdo do currículo. Alguns pesquisadores têm uma visão intermediária e sentem que uma ligação direta da neurociência à educação é uma "ponte longe demais", mas que uma disciplina de ponte, como a psicologia cognitiva ou a psicologia educacional, pode fornecer uma base neurocientífica para a prática educacional. A opinião prevalecente, no entanto, parece ser que a ligação entre a educação e a neurociência ainda não atingiu todo o seu potencial e, seja por meio de uma terceira disciplina de pesquisa ou do desenvolvimento de novos paradigmas e projetos de pesquisa em neurociência, é o momento certo para aplicar descobertas de pesquisas neurocientíficas para a educação de uma forma praticamente significativa.

A necessidade de uma nova disciplina

O surgimento da neurociência educacional nasceu da necessidade de uma nova disciplina que torne a pesquisa científica praticamente aplicável em um contexto educacional. Abordando o campo mais amplo de "mente, cérebro e educação", Kurt Fischer afirma: "O modelo tradicional não funcionará. Não é suficiente para os pesquisadores coletar dados nas escolas e disponibilizar esses dados e os documentos de pesquisa resultantes para os educadores", visto que este método impede que professores e alunos contribuam para a formação de métodos e questões de pesquisa apropriados.

O aprendizado em psicologia cognitiva e neurociência se concentrou em como os humanos individuais e outras espécies evoluíram para extrair informações úteis do mundo natural e social ao seu redor. Em contraste, a educação, e especialmente a educação formal moderna, concentra-se em descrições e explicações do mundo que os alunos não podem adquirir por si próprios. Desse modo, aprender no sentido científico e aprender no sentido educacional podem ser vistos como conceitos complementares. Isso cria um novo desafio para a neurociência cognitiva de se adaptar aos requisitos práticos do mundo real de aprendizagem educacional. Por outro lado, a neurociência cria um novo desafio para a educação, porque fornece novas caracterizações do estado atual do aluno - incluindo o estado do cérebro, o estado genético e o estado hormonal - que podem ser relevantes para o aprendizado e o ensino. Ao fornecer novas medidas dos efeitos da aprendizagem e do ensino, incluindo a estrutura e a atividade do cérebro, é possível discriminar diferentes tipos de método de aprendizagem e realização. Por exemplo, a pesquisa em neurociência já pode distinguir o aprendizado por memorização do aprendizado por meio da compreensão conceitual em matemática.

A Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos publicou um relatório importante, enfatizando que "a neurociência avançou ao ponto em que é hora de pensar criticamente sobre a forma como as informações de pesquisa são disponibilizadas aos educadores para que sejam interpretadas de forma adequada para a prática— identificar quais resultados de pesquisa estão prontos para implementação e quais não estão. "

Em seu livro The Learning Brain , os pesquisadores do "Centre for Educational Neuroscience" de Londres, Blakemore & Frith descrevem a neurofisiologia do desenvolvimento do cérebro humano que deu origem a muitas teorias sobre a neurociência educacional. Um dos pilares fundamentais que sustentam o vínculo entre a educação e a neurociência é a capacidade do cérebro de aprender. A neurociência está se desenvolvendo e aumentando nossa compreensão do desenvolvimento inicial do cérebro e como essas mudanças cerebrais podem se relacionar com os processos de aprendizagem.

Desenvolvimento inicial do cérebro

Quase todos os neurônios do cérebro são gerados antes do nascimento, durante os primeiros três meses de gravidez, e o cérebro da criança recém-nascida tem um número de neurônios semelhante ao de um adulto. Muito mais neurônios se formam do que o necessário, e apenas aqueles que formam conexões ativas com outros neurônios sobrevivem. No primeiro ano após o nascimento, o cérebro infantil passa por uma fase intensa de desenvolvimento, durante a qual um número excessivo de conexões entre os neurônios é formado, e muitas dessas conexões excessivas devem ser cortadas por meio do processo de poda sináptica que se segue. Esse processo de poda é um estágio de desenvolvimento tão importante quanto o rápido crescimento inicial das conexões entre as células cerebrais. O processo durante o qual um grande número de conexões entre os neurônios é formado é chamado de sinaptogênese . Para visão e audição (córtex visual e auditivo), há ampla sinaptogênese precoce. A densidade de conexões atinge o pico em cerca de 150% dos níveis de adultos entre quatro e 12 meses, e as conexões são então amplamente podadas. A densidade sináptica retorna aos níveis de adulto entre dois e quatro anos no córtex visual. Para outras áreas, como o córtex pré-frontal (considerado para sustentar o planejamento e o raciocínio), a densidade aumenta mais lentamente e atinge o pico após o primeiro ano. A redução para os níveis de densidade de adultos leva pelo menos mais 10-20 anos; portanto, há um desenvolvimento cerebral significativo nas áreas frontais, mesmo na adolescência. O metabolismo cerebral (captação de glicose, que é um índice aproximado do funcionamento sináptico) também está acima dos níveis adultos nos primeiros anos. A captação de glicose atinge o pico em cerca de 150% dos níveis de adultos, algo em torno de quatro a cinco anos. Por volta dos dez anos de idade, o metabolismo cerebral foi reduzido aos níveis de adulto na maioria das regiões corticais. O desenvolvimento do cérebro consiste em surtos de sinaptogênese, picos de densidade e, em seguida, rearranjo e estabilização de sinapses. Isso ocorre em momentos e taxas diferentes para regiões do cérebro diferentes, o que implica que podem haver diferentes períodos sensíveis para o desenvolvimento de diferentes tipos de conhecimento. A pesquisa da neurociência sobre o desenvolvimento inicial do cérebro tem informado a política educacional do governo para crianças menores de três anos em muitos países, incluindo os Estados Unidos e o Reino Unido. Essas políticas têm se concentrado em enriquecer o meio ambiente das crianças durante a creche e a pré-escola, expondo-as a estímulos e experiências pensadas para maximizar o potencial de aprendizagem do cérebro jovem.

A neurociência pode informar a educação?

Embora um número crescente de pesquisadores esteja buscando estabelecer a neurociência educacional como um campo produtivo de pesquisa, o debate ainda continua com relação ao potencial de colaboração prática entre os campos da neurociência e da educação, e se a pesquisa neurocientífica realmente tem algo a oferecer aos educadores.

Daniel Willingham afirma que "se a neurociência pode ser informativa para a teoria e prática educacional não é discutível - tem sido." Ele chama a atenção para o fato de que a pesquisa comportamental por si só não foi decisiva para determinar se a dislexia do desenvolvimento era um transtorno de origem principalmente visual ou fonológica. A pesquisa de neuroimagem foi capaz de revelar ativação reduzida para crianças com dislexia em regiões do cérebro conhecidas por apoiarem o processamento fonológico, apoiando assim as evidências comportamentais para a teoria fonológica da dislexia.

Enquanto John Bruer sugere que a ligação entre neurociência e educação é essencialmente impossível sem um terceiro campo de pesquisa para ligar as duas, outros pesquisadores acham que essa visão é muito pessimista. Embora reconheça que mais pontes devem ser construídas entre a neurociência básica e a educação, e que os chamados neuromitos (veja abaixo) devem ser desconstruídos, Usha Goswami sugere que a neurociência do desenvolvimento cognitivo já fez várias descobertas úteis para a educação, e também levou à descoberta de 'marcadores neurais' que podem ser usados para avaliar o desenvolvimento. Em outras palavras, marcos da atividade ou estrutura neural estão sendo estabelecidos, com os quais um indivíduo pode ser comparado a fim de avaliar seu desenvolvimento.

Por exemplo, a pesquisa de potencial relacionado a eventos (ERP) revelou várias assinaturas neurais de processamento de linguagem, incluindo marcadores de processamento semântico (por exemplo, N400), processamento fonético (por exemplo, negatividade de incompatibilidade) e processamento sintático (por exemplo, P600). Goswami aponta que esses parâmetros agora podem ser investigados longitudinalmente em crianças, e que certos padrões de mudança podem indicar certos distúrbios de desenvolvimento. Além disso, a resposta desses marcadores neurais a intervenções educacionais focalizadas pode ser usada como uma medida da eficácia da intervenção. Pesquisadores como Goswami afirmam que a neurociência cognitiva tem o potencial de oferecer várias possibilidades interessantes para a educação. Para a educação especial, incluem o diagnóstico precoce das necessidades educacionais especiais; o monitoramento e a comparação dos efeitos de diferentes tipos de contribuições educacionais sobre a aprendizagem; e uma maior compreensão das diferenças individuais na aprendizagem e as melhores maneiras de adequar a entrada ao aluno.

Uma aplicação potencial de neuroimagem destacada por Goswami é na diferenciação entre desenvolvimento atrasado e desenvolvimento atípico em distúrbios de aprendizagem. Por exemplo, uma determinada criança com dislexia está desenvolvendo funções de leitura de uma maneira totalmente diferente de leitores típicos, ou ela está se desenvolvendo na mesma trajetória, mas apenas demorando mais para fazê-lo? Na verdade, já existem evidências que sugerem que, em crianças com distúrbios específicos de linguagem e dislexia, o desenvolvimento do sistema de linguagem é atrasado, em vez de fundamentalmente de natureza diferente. Em distúrbios como o autismo, no entanto, o desenvolvimento do cérebro pode ser qualitativamente diferente, mostrando uma falta de desenvolvimento nas regiões do cérebro associada a uma "teoria da mente".

Goswami também sugere que a neuroimagem pode ser usada para avaliar o impacto de programas de treinamento específicos, como o Dore, um programa baseado em exercícios baseado na hipótese do déficit cerebelar que visa melhorar a leitura por meio de uma série de exercícios de equilíbrio. Algumas pesquisas de imagens cerebrais estão começando a mostrar que para crianças com dislexia que recebem intervenções educacionais direcionadas, seus padrões de ativação cerebral começam a se parecer mais com os de pessoas sem distúrbios de leitura e, além disso, que outras regiões do cérebro estão agindo como mecanismos compensatórios. Essas descobertas podem ajudar os educadores a compreender que, mesmo que as crianças disléxicas apresentem melhora comportamental, os mecanismos neurais e cognitivos pelos quais processam as informações escritas podem ser diferentes, e isso pode ter implicações práticas para a instrução contínua dessas crianças.

A pesquisa em neurociência evidenciou sua capacidade de revelar 'marcadores neurais' de distúrbios de aprendizagem, principalmente no caso da dislexia. Estudos de EEG revelaram que bebês humanos em risco de dislexia (ou seja, com membros da família imediata que sofrem de dislexia) mostram respostas neurais atípicas a mudanças nos sons da fala, mesmo antes de serem capazes de compreender o conteúdo semântico da linguagem. Essa pesquisa não apenas permite a identificação precoce de potenciais transtornos de aprendizagem, mas também apóia a hipótese fonológica da dislexia de uma maneira não disponível para pesquisas comportamentais.

Muitos pesquisadores defendem um otimismo cauteloso com relação ao casamento entre educação e neurociência, e acreditam que para preencher a lacuna entre as duas, o desenvolvimento de novos paradigmas experimentais é necessário e que esses novos paradigmas devem ser projetados para capturar as relações entre a neurociência e educação em diferentes níveis de análise (neuronal, cognitiva, comportamental).

Neurociência e educação: casos de amostra

Linguagem e alfabetização

A linguagem humana é uma faculdade única da mente e a capacidade de compreender e produzir linguagem oral e escrita é fundamental para o desempenho acadêmico. Crianças que experimentam dificuldades com a linguagem oral levantam desafios significativos para a política e prática educacional; Estratégias Nacionais, Every Child a Talker (2008). É provável que as dificuldades persistam durante os anos de escola primária, onde, além dos déficits básicos com a linguagem oral, as crianças têm problemas de alfabetização, numeramento e comportamento e relações com os pares. A identificação e intervenção precoces para enfrentar essas dificuldades, bem como a identificação das maneiras pelas quais os ambientes de aprendizagem podem apoiar o desenvolvimento atípico da linguagem são essenciais. As necessidades de fala e linguagem não tratadas resultam em custos significativos tanto para o indivíduo quanto para a economia nacional (ICAN, 2006).

Na última década, houve um aumento significativo na pesquisa em neurociência examinando o processamento da linguagem de crianças pequenas nos níveis fonético, de palavra e de frase. Há indicações claras de que substratos neurais para todos os níveis de linguagem podem ser identificados em pontos iniciais do desenvolvimento. Ao mesmo tempo, estudos de intervenção demonstraram as maneiras pelas quais o cérebro retém sua plasticidade para o processamento da linguagem. A remediação intensa com um programa de processamento auditivo de linguagem foi acompanhada por alterações funcionais no córtex temporoparietal esquerdo e giro frontal inferior. No entanto, até que ponto esses resultados se generalizam para a linguagem falada e escrita é debatida.

As relações entre o atendimento das necessidades educacionais de crianças com dificuldades de linguagem e os resultados dos estudos da neurociência ainda não foram estabelecidas. Um caminho concreto para o progresso é usar métodos neurocientíficos para abordar questões que são significativas para a prática em ambientes de aprendizagem. Por exemplo, até que ponto as habilidades de linguagem são atribuídas a um único traço comum e a consistência de tal traço em relação ao desenvolvimento são questões para debate. No entanto, avaliações diretas da atividade cerebral podem informar esses debates. Uma compreensão detalhada dos subcomponentes do sistema de linguagem e as maneiras como essas mudanças ao longo do tempo podem inevitavelmente gerar implicações para a prática educacional.

Matemática

Habilidades matemáticas são importantes não apenas para a economia nacional, mas também para as chances de vida de um indivíduo: o baixo número de números aumenta a probabilidade de prisão, depressão, doenças físicas, desemprego. Uma das principais causas da baixa matemática é uma condição congênita chamada discalculia. Como afirma o relatório prospectivo sobre capital mental e bem-estar, "Discalculia do desenvolvimento - devido ao seu baixo perfil, mas impactos elevados, sua prioridade deve ser elevada. A discalculia está relacionada à matemática e afeta entre 4 a 7% das crianças. perfil do que a dislexia, mas também pode ter impactos substanciais: pode reduzir os ganhos ao longo da vida em £ 114.000 e reduzir a probabilidade de alcançar cinco ou mais GCSEs (A * -C) em 7–20 pontos percentuais. Intervenções em casa e na escola foram novamente identificadas por o Projeto. Além disso, as intervenções tecnológicas são extremamente promissoras, oferecendo ensino e ajuda individualizada, embora necessitem de mais desenvolvimento. ” (Resumo Executivo, Seção 5.3) Compreender o desenvolvimento matemático típico e atípico é um alicerce crucial para o projeto do currículo de matemática convencional e para ajudar aqueles que não conseguem acompanhá-lo. Nos últimos dez anos, foi identificado um sistema cerebral para processamento simples de números e um punhado de estudos de cérebros de crianças que lançam luz sobre seu desenvolvimento.

Uma crescente convergência de evidências sugere que a discalculia pode ser devido a um déficit em um sistema central herdado para representar o número de objetos em um conjunto e como as operações nos conjuntos afetam o número e os sistemas neurais que suportam essas habilidades. Esse déficit central afeta a capacidade do aluno de enumerar conjuntos e ordenar conjuntos por magnitude, o que, por sua vez, torna muito difícil entender a aritmética e muito difícil fornecer uma estrutura significativa para fatos aritméticos. Estudos de gêmeos e famílias sugerem que a discalculia é altamente hereditária, e anomalias genéticas, como a síndrome de Turner, indicam um papel importante para os genes no cromossomo X.

Esta sugestão de que a discalculia é causada por déficits em um déficit central no sentido de número é análoga à teoria de que a dislexia é devida a um déficit central no processamento fonológico. Apesar dessas semelhanças em termos de progresso científico, a consciência pública da discalculia é muito menor do que para a dislexia. O principal conselheiro científico do Reino Unido , John Beddington , observa que "a discalculia do desenvolvimento é atualmente o parente pobre da dislexia, com um perfil público muito inferior. Mas as consequências da discalculia são pelo menos tão graves quanto as da dislexia".

A aplicação da neurociência para entender o processamento matemático já resultou em um entendimento além das primeiras teorias cognitivas. Pesquisas em neurociência cognitiva revelaram a existência de um sistema inato de 'senso numérico', presente em animais e crianças, bem como em adultos, que é responsável pelo conhecimento básico sobre números e suas relações. Este sistema está localizado no lobo parietal do cérebro em cada hemisfério. Este sistema parietal está ativo em crianças e adultos durante tarefas numéricas básicas, mas com o decorrer do desenvolvimento parece se tornar mais especializado. Além disso, as crianças com dificuldades de aprendizagem matemática (discalculia) apresentam uma ativação mais fraca nesta região do que as crianças com desenvolvimento típico durante tarefas numéricas básicas. Esses resultados mostram como a neuroimagem pode fornecer informações importantes sobre as ligações entre as funções cognitivas básicas e o aprendizado de nível superior, como aqueles entre comparar dois números e aprender aritmética.

Além desse sentido numérico básico, as informações numéricas podem ser armazenadas verbalmente no sistema de linguagem, um sistema que a pesquisa da neurociência está começando a revelar como qualitativamente diferente no nível do cérebro do sistema de sentido numérico. Este sistema também armazena informações sobre outras sequências verbais bem aprendidas, como dias da semana, meses do ano e até poesia, e para processamento numérico suporta a contagem e o aprendizado da tabuada. Enquanto muitos problemas aritméticos são tão aprendidos que são armazenados como fatos verbais, outros problemas mais complexos requerem alguma forma de imagem mental visuoespacial. Mostrar que esses subconjuntos de habilidades aritméticas são suportados por diferentes mecanismos cerebrais oferece a oportunidade de uma compreensão mais profunda dos processos de aprendizagem necessários para adquirir proficiência aritmética.

Estudos de neuroimagem de dificuldades de aprendizagem matemática ainda são raros, mas a discalculia é uma área de crescente interesse para pesquisadores da neurociência. Visto que diferentes mecanismos neurais contribuem para diferentes elementos do desempenho matemático, pode ser que crianças com discalculia apresentem padrões variáveis de anormalidade no nível do cérebro. Por exemplo, muitas crianças com discalculia também têm dislexia, e aquelas que têm podem mostrar uma ativação diferente das redes verbais que suportam a matemática, enquanto aquelas que têm apenas discalculia podem mostrar deficiências no sistema sensorial dos números parietais. Na verdade, os poucos estudos realizados em crianças com discalculia apenas apontam para um comprometimento do sistema de detecção de números ao nível do cérebro.

Essa evidência está começando a contribuir para um debate teórico entre pesquisadores que acreditam que a discalculia é causada por um déficit no nível do cérebro do sentido numérico e aqueles que acreditam que o distúrbio decorre de um problema no uso de símbolos numéricos para acessar as informações do sentido numérico. Com o desenvolvimento contínuo de modelos teóricos de discalculia que geram hipóteses testáveis explícitas, o progresso deve ser rápido no desenvolvimento de pesquisas que investiguem a ligação entre distúrbios de aprendizagem matemática e seus correlatos neurais.

Cognição social e emocional

Nos últimos 10 anos, houve uma explosão de interesse no papel das habilidades e características emocionais em contribuir para o sucesso em todos os aspectos da vida. O conceito de Inteligência Emocional (EI) ganhou amplo reconhecimento e é apresentado no relatório Foresight sobre Capital Mental e Bem-estar. Alguns fizeram afirmações influentes de que a IE é mais importante do que a inteligência cognitiva convencional e que pode ser aprimorada com mais facilidade. A pesquisa sistemática ainda tem que fornecer muito suporte para essas afirmações, embora se tenha descoberto que a IE está associada ao sucesso acadêmico e há algumas evidências de que pode ser de particular importância para grupos em risco de fracasso acadêmico e exclusão social. Apesar da fraca base de evidências, tem-se centrado na promoção da competência social e emocional, saúde mental e bem-estar psicológico de crianças e jovens, nomeadamente nas escolas, como resultado do investimento em serviços universais, prevenção e intervenção precoce ( por exemplo, o projeto Aspectos Sociais e Emocionais da Aprendizagem (SEAL) no Reino Unido [DfES, 2005, 2007]).

A base neural do reconhecimento emocional em crianças com desenvolvimento típico foi investigada, embora haja pouco trabalho de neuroimagem em crianças com desenvolvimento atípico que processam as emoções de maneiras diferentes. Os homens são comumente super-representados nessas populações em desenvolvimento atípico e uma vantagem feminina é comumente relatada tanto nas medidas de IE quanto na maioria das áreas de processamento emocional. No processamento das expressões faciais, a vantagem feminina parece melhor explicada por um relato integrado, considerando a maturação do cérebro e a interação social.

O dano cerebral pré-frontal em crianças afeta o comportamento social, causando insensibilidade à aceitação, aprovação ou rejeição social. Essas áreas cerebrais processam emoções sociais como constrangimento, compaixão e inveja. Além disso, tais danos prejudicam a tomada de decisões cognitivas e sociais em contextos do mundo real, apoiando a visão vygotskyana de que fatores sociais e culturais são importantes na aprendizagem cognitiva e na tomada de decisões. Essa visão enfatiza a importância de reunir as perspectivas neurocientíficas e construcionistas sociais , neste caso, ao examinar a influência da emoção na aprendizagem transferível.

No entanto, existem atualmente muitas lacunas na tentativa de reunir a ciência do desenvolvimento e a neurociência para produzir uma compreensão mais completa do desenvolvimento da consciência e da empatia. A pesquisa educacional se baseia no autorrelato preciso de emoções do aluno, o que pode não ser possível para alguns alunos, por exemplo, aqueles com alexitimia - uma dificuldade em identificar e descrever sentimentos, que é encontrada em 10% dos adultos típicos. A consciência emocional pode ser medida usando métodos de neuroimagem que mostram que diferentes níveis de consciência emocional estão associados à atividade diferencial na amígdala, córtex insular anterior e córtex pré-frontal medial. Estudos do desenvolvimento do cérebro na infância e adolescência mostram que essas áreas passam por mudanças estruturais em grande escala. Portanto, o grau em que as crianças em idade escolar e os jovens adultos estão cientes de suas emoções pode variar ao longo desse período, o que pode ter um impacto importante no comportamento em sala de aula e na medida em que certos estilos de ensino e abordagens curriculares podem ser eficazes.

O trabalho de neuroimagem também está começando a ajudar na compreensão dos transtornos de conduta social em crianças. Por exemplo, traços insensíveis e sem emoção em crianças são um problema particularmente difícil para os professores lidarem e representam uma forma particularmente séria de distúrbio de conduta. Jones et al. (2009) mostraram que crianças com traços insensíveis-não emocionais revelaram menos ativação cerebral na amígdala direita em resposta a faces temerosas, sugerindo que os correlatos neurais desse tipo de distúrbio emocional estão presentes no início do desenvolvimento.

Pesquisadores do Centre for Educational Neuroscience, em Londres, foram fundamentais no desenvolvimento de um corpo de pesquisa que investiga como a cognição social se desenvolve no cérebro. Em particular, Sarah-Jayne Blakemore, co-autora de "The Learning Brain", publicou uma pesquisa influente sobre o desenvolvimento do cérebro relacionado à cognição social durante a adolescência. Sua pesquisa sugere que a atividade em regiões do cérebro associadas ao processamento emocional sofre mudanças funcionais significativas durante a adolescência.

Atenção e controle executivo

A atenção se refere aos mecanismos cerebrais que nos permitem focar em aspectos particulares do ambiente sensorial com a exclusão relativa de outros. A atenção modula o processamento sensorial de forma "de cima para baixo". Manter a atenção seletiva em relação a um determinado item ou pessoa por um período prolongado é claramente uma habilidade fundamental de sustentação para a sala de aula. A atenção é a principal habilidade cognitiva prejudicada no TDAH, resultando em dificuldade para completar tarefas ou atender aos detalhes. Aspectos de atenção também podem ser atípicos em crianças que apresentam comportamento anti-social e distúrbios de conduta. Da perspectiva da neurociência básica, evidências recentes sugerem que as habilidades de atenção podem ser uma das funções do cérebro humano que respondem melhor à intervenção e ao treinamento precoces (por exemplo).

Além disso, de uma perspectiva neuroconstrutivista , a atenção é um mecanismo vital por meio do qual a criança pode selecionar ativamente aspectos específicos de seu ambiente para aprendizado posterior. As funções executivas incluem a capacidade de inibir informações ou respostas indesejadas, de planejar com antecedência uma sequência de etapas ou ações mentais e de reter informações relevantes para a tarefa e variáveis por breves períodos (memória de trabalho). Assim como a atenção, as habilidades das funções executivas fornecem uma plataforma crítica para a aquisição de habilidades e conhecimentos específicos de domínio em um contexto educacional. Além disso, estudos recentes mostram que o treinamento pré-escolar de habilidades executivas pode prevenir o fracasso escolar precoce. Crianças com TDAH, comportamento anti-social, distúrbios de conduta e autismo podem apresentar padrões atípicos de função executiva. Estudos básicos da neurociência identificaram as estruturas e circuitos cerebrais primários envolvidos nas funções executivas, incluindo o córtex pré-frontal, em adultos. No entanto, ainda há muita pesquisa a ser feita para entender o desenvolvimento desse circuito e as bases genéticas e neurais das diferenças individuais nas funções executivas. O Projeto Foresight Mental Capital and Wellbeing identifica e destaca especificamente a importância da atenção e das habilidades das funções executivas nos desafios futuros para as dificuldades de aprendizagem (seções 2.2.4 e 2.4 em "Dificuldades de Aprendizagem: Desafios Futuros").

Neurociência e educação: uma ponte longe demais?

Apesar do otimismo de muitos que acreditam que a neurociência pode dar uma contribuição significativa para a educação e que existe potencial para o estabelecimento de um campo de pesquisa da neurociência educacional, alguns pesquisadores acreditam que as diferenças entre as duas disciplinas são grandes demais para que possam ser diretamente ligados de uma forma praticamente significativa. Em 1997, John Bruer publicou uma crítica importante ao que chamou de "argumento da neurociência e da educação".

O 'argumento da neurociência e da educação', como o define Bruer, origina-se de três descobertas importantes na neurobiologia do desenvolvimento.

A primeira infância é caracterizada pelo rápido crescimento do número de sinapses no cérebro (sinaptogênese), e essa expansão é seguida por um período de poda.
Existem os chamados períodos críticos dependentes da experiência, durante os quais o cérebro em desenvolvimento é mais adequado para desenvolver certas habilidades sensoriais e motoras.
Um ambiente rico em estímulos causa maior sinaptogênese. O argumento essencial é que as crianças são capazes de aprender mais cedo, quando apresentam um excesso de crescimento sináptico e pico de atividade cerebral.

O conhecimento do desenvolvimento inicial do cérebro proporcionado pela neurobiologia tem sido usado para apoiar vários argumentos no que diz respeito à educação. Por exemplo, a ideia de que qualquer matéria pode ser ensinada a crianças pequenas de alguma forma intelectualmente honesta, devido à grande adaptabilidade e potencial de aprendizagem do cérebro jovem. Alternativamente, a ideia de que existem períodos críticos para a aprendizagem de certas habilidades ou conjuntos de conhecimento apela ao fato de que, em estudos com animais, se o cérebro em desenvolvimento é privado de certas entradas sensoriais, as áreas do cérebro responsáveis pelo processamento dessas entradas deixam de se desenvolver totalmente mais tarde no desenvolvimento , e assim "se perder a janela, está a jogar com um handicap".

Um dos principais pontos de discórdia de Bruer com relatórios a favor da neurociência e da educação é a falta de evidências reais da neurociência. Relatórios como Years of Promise: A Comprehensive Learning Strategy for America's Children (Carnegie Corporation of New York, 1996) citam muitos estudos de psicologia cognitiva e comportamental, mas não mais do que um punhado de estudos baseados no cérebro, e ainda traz inferências dramáticas com relação a o papel do cérebro na aprendizagem.

Bruer argumenta que a ciência comportamental pode fornecer uma base para informar a política educacional, mas o vínculo com a neurociência é "uma ponte longe demais", e as limitações da aplicação da neurociência à educação derivam das limitações do próprio conhecimento da neurociência. Bruer apóia sua crítica argumentando as limitações do conhecimento atual em relação aos três princípios-chave do argumento da neurociência e da educação. Veja Neuromitos.

Outro problema é a discrepância entre a resolução espacial dos métodos de imagem e a resolução espacial das mudanças sinápticas que são sugeridas para fundamentar os processos de aprendizagem. Um problema semelhante é verdadeiro no que diz respeito à resolução temporal. Isso torna difícil relacionar os subcomponentes das habilidades cognitivas à função cerebral. No entanto, a principal falha do argumento da neurociência educacional na opinião de Bruer é que ele tenta vincular o que acontece no nível sináptico ao aprendizado e instrução de ordem superior. A terminologia "Mente, cérebro e educação" alude à ideia de que, se não podemos estabelecer uma ponte direta entre educação e neurociência, podemos usar duas conexões existentes para informar a educação. Esses são o elo entre a psicologia cognitiva e a educação, e entre a psicologia cognitiva e a neurociência.

Bruer afirma que a neurociência em sua forma atual tem pouco a oferecer aos educadores no nível prático. As ciências cognitivas, por outro lado, podem servir de base para o desenvolvimento de uma ciência aplicada de aprendizagem e educação. Outros pesquisadores sugeriram pontes alternativas para a psicologia cognitiva sugerida por Bruer. Mason sugere que a lacuna entre a educação e a neurociência pode ser melhor superada pela psicologia educacional, que ela descreve como estando preocupada com o "desenvolvimento de modelos descritivos, interpretativos e prescritivos da aprendizagem do aluno e outros fenômenos educacionais".

Desafios para a neurociência educacional

Apesar da afirmação de Willingham de que o potencial da neurociência em contribuir para a prática e teoria educacional já está fora de dúvida, ele destaca três desafios que devem ser superados para casar as duas disciplinas de forma eficaz.

O Problema das Metas : Willingham sugere que a educação é uma chamada "ciência artificial" que busca construir um 'artefato', neste caso um conjunto de estratégias pedagógicas e materiais. A neurociência, por outro lado, é uma chamada "ciência natural", preocupada com a descoberta de princípios naturais que descrevem a estrutura e função neural. Essa diferença significa que algumas metas estabelecidas pela educação são simplesmente impossíveis de responder por meio da pesquisa em neurociência, por exemplo, a construção do caráter ou do senso estético nas crianças.

O problema vertical : níveis de análise: Willingham sugere que o nível mais alto de análise empregado por neurocientistas é o mapeamento da estrutura e atividade do cérebro na função cognitiva, ou mesmo a interação das funções cognitivas (ou seja, o impacto da emoção na aprendizagem). Dentro da pesquisa em neurociência, essas funções são estudadas isoladamente por uma questão de simplicidade, e o sistema nervoso como um todo, funcionando em sua totalidade com toda sua imensa composição de interações funcionais, não é considerado. Para os educadores, por outro lado, o nível mais baixo de análise seria a mente de uma única criança, com níveis crescentes para incorporar a sala de aula, bairro, país etc.

Assim, importar pesquisas sobre um único fator cognitivo isoladamente, para um campo no qual o contexto é essencialmente importante, cria uma dificuldade inerente. Por exemplo, embora a aprendizagem mecânica possa demonstrar que melhora a aprendizagem no laboratório de pesquisa, o professor não pode implementar essa estratégia sem considerar o impacto na motivação da criança. Em contrapartida, é difícil para os neurocientistas caracterizar tais interações em um ambiente de pesquisa.

O problema horizontal : traduzindo os resultados da pesquisa: Embora a teoria e os dados da educação sejam quase exclusivamente comportamentais, os resultados da pesquisa em neurociência podem assumir muitas formas (por exemplo, elétrica, química, espacial, temporal etc.). A forma mais comum de dados levados da neurociência para a educação é o mapeamento espacial da ativação do cérebro para a função cognitiva. Willingham (2009) destaca a dificuldade em aplicar tais informações espaciais à teoria educacional. Se uma determinada região do cérebro é conhecida por suportar uma função cognitiva relevante para a educação, o que realmente pode ser feito com essa informação? Willingham sugere que esse "problema horizontal" pode ser resolvido apenas quando um rico corpo de dados e teorias comportamentais já existe, e aponta que tais métodos já foram bem-sucedidos na identificação de subtipos de dislexia (por exemplo).

Willingham sugere que o que é essencial para uma união bem-sucedida entre neurociência e educação é que ambos os campos tenham expectativas realistas um do outro. Por exemplo, os educadores não devem esperar que a neurociência forneça respostas prescritivas para a prática educacional, respostas para objetivos educacionais incompatíveis com os métodos neurocientíficos (por exemplo, treinamento estético) ou níveis de análise além do nível individual. Finalmente, Willingham sugere que a neurociência só será útil para educadores quando direcionada a um problema específico em um nível de análise refinado, como a forma como as pessoas leem, mas que esses dados só serão úteis no contexto de teorias comportamentais bem desenvolvidas.

Outros pesquisadores, como Katzir & Pareblagoev, apontaram que a metodologia de neuroimagem como está pode não ser adequada para o exame de funções cognitivas de nível superior, porque se baseia principalmente no 'método de subtração'. Por este método, a atividade cerebral durante uma tarefa de controle simples é subtraída daquela de uma tarefa cognitiva de "ordem superior", deixando assim a ativação que está relacionada especificamente à função de interesse. Katzir e Pareblagoev sugerem que, embora esse método possa ser muito bom para examinar o processamento de baixo nível, como percepção, visão e tato, é muito difícil projetar uma tarefa de controle eficaz para processamento de ordem superior, como compreensão na leitura e fazer inferências. Assim, alguns pesquisadores argumentam que as tecnologias de imagem funcional podem não ser mais adequadas para a medição de processamento de ordem superior. Katzir & Pareblagoev, sugerem que isso pode não ser um déficit da tecnologia em si, mas sim do projeto de experimentos e da capacidade de interpretar os resultados. Os autores defendem o uso de medidas experimentais no scanner para as quais os dados comportamentais já são bem compreendidos e para os quais existe um forte arcabouço teórico.

Transformando desafios em oportunidades

Outra revisão recente do debate da neurociência educacional por Varma, McCandliss e Schwartz concentra-se em oito desafios principais, divididos em desafios científicos e desafios práticos, enfrentando o campo e tentativas de transformar esses desafios em oportunidades.

Desafios científicos

Métodos : Os métodos da neurociência criam ambientes artificiais e, portanto, não podem fornecer informações úteis sobre os contextos da sala de aula. Além disso, a preocupação é que, se a neurociência começar a influenciar a prática educacional de maneira excessiva, pode haver uma redução da ênfase nas variáveis contextuais e as soluções para os problemas educacionais podem se tornar primordialmente biológicas, em vez de instrucionais. No entanto, Varma et al. argumentam que os novos paradigmas experimentais criam a oportunidade de investigar o contexto, como a ativação do cérebro seguindo diferentes procedimentos de aprendizagem e que a neuroimagem também pode permitir o exame de mudanças estratégicas / mecanicistas de desenvolvimento que não podem ser exploradas apenas pelo tempo de reação e medidas comportamentais. Além disso, Varma et al. cite pesquisas recentes que mostram que os efeitos das variáveis culturais podem ser investigados usando imagens cerebrais (por exemplo), e os resultados usados para extrair implicações para a prática em sala de aula.

Dados : conhecer a região do cérebro que suporta uma função cognitiva elementar não nos diz nada sobre como projetar instruções para essa função. No entanto, Varma et al. sugerem que a neurociência fornece a oportunidade para uma nova análise da cognição, decompondo o comportamento em elementos invisíveis no nível comportamental. Por exemplo, a questão de saber se diferentes operações aritméticas mostram diferentes perfis de velocidade e precisão é o resultado de diferentes níveis de eficiência dentro de um sistema cognitivo versus o uso de diferentes sistemas cognitivos.

Teorias reducionistas : Aplicar a terminologia e a teoria da neurociência à prática educacional é uma redução e não tem uso prático para os educadores. Nada se ganha em redescrever um déficit comportamental em termos neurocientíficos. Varma et al. ressaltam que o reducionismo é um modo pelo qual as ciências são unificadas e que a cooptação da terminologia da neurociência não exige a eliminação da terminologia educacional, simplesmente fornece a oportunidade para a comunicação e o entendimento interdisciplinares.

Filosofia : Educação e neurociência são fundamentalmente incompatíveis, porque tentar descrever fenômenos comportamentais em sala de aula descrevendo mecanismos físicos do cérebro individual é logicamente errado. No entanto, a neurociência pode ajudar a resolver conflitos internos dentro da educação resultantes de diferentes construções teóricas e terminologias usadas nos subcampos da educação, fornecendo uma medida de uniformidade no que diz respeito ao relato de resultados.

Preocupações pragmáticas

Custos : Os métodos de neurociência são muito caros e os resultados esperados não justificam os custos. No entanto, Varma et al. ressaltam que a neurociência educacionalmente relevante pode atrair financiamento adicional para a pesquisa educacional, em vez de usurpar recursos. A afirmação essencial da neurociência educacional é que os dois campos são interdependentes e que uma parte do financiamento alocado coletivamente para os dois campos deve ser direcionada para questões compartilhadas.

Momento : a neurociência, embora esteja se expandindo rapidamente, ainda está em uma infância relativa no que diz respeito ao estudo não invasivo de cérebros saudáveis e, portanto, os pesquisadores da educação devem esperar até que mais dados sejam coletados e destilados em teorias sucintas. Ao contrário, Varma et al. argumentam que algum sucesso já é evidente. Por exemplo, estudos que examinaram o sucesso de programas de remediação da dislexia foram capazes de revelar o impacto desses programas nas redes cerebrais de apoio à leitura. Isso, por sua vez, leva à geração de novas questões de pesquisa.

Controle : Se a educação permitir a entrada da neurociência, as teorias serão cada vez mais lançadas em termos de mecanismos neurais e os debates dependerão cada vez mais de dados de neuroimagem. A neurociência canibalizará recursos e a pesquisa educacional perderá sua independência. Varma et al. argumentar que a suposição de uma relação assimétrica entre os dois campos é desnecessária. A educação tem o potencial de influenciar a neurociência, direcionando pesquisas futuras em formas complexas de cognição e os pesquisadores em educação podem ajudar a neurociência educacional a evitar experimentos ingênuos e a repetição de erros anteriores.

Neuromitos : até agora, a maioria das descobertas da neurociência aplicada à educação revelou-se neuromitos, extrapolações irresponsáveis da pesquisa básica para questões educacionais. Além disso, esses neuromitos escaparam da academia e estão sendo comercializados diretamente para professores, administradores e o público. Varma et al. respondem que a existência de neuromitos revela um fascínio popular pelas funções cerebrais. A tradução apropriada dos resultados da neurociência educacional e a pesquisa colaborativa bem estabelecida podem diminuir a probabilidade de neuromitos.

Uma relação bidirecional

Pesquisadores como Katzir & Pareblagoev e Cacioppo & Berntson (1992) argumentam que, assim como a neurociência informa a educação, a abordagem da pesquisa educacional pode contribuir para o desenvolvimento de novos paradigmas experimentais na pesquisa em neurociência. Katzir e Pareblagoev (2006) sugerem o exemplo da pesquisa sobre dislexia como um modelo de como essa colaboração bidirecional pode ser alcançada. Nesse caso, as teorias dos processos de leitura orientaram tanto o desenho quanto a interpretação da pesquisa em neurociência, mas as teorias existentes foram desenvolvidas principalmente a partir do trabalho comportamental. Os autores sugerem que o estabelecimento de teorias, que delineiam as habilidades e sub-habilidades necessárias para tarefas educacionalmente relevantes, é um requisito essencial para que a pesquisa em neurociência educacional seja produtiva. Além disso, tais teorias precisam sugerir conexões empiricamente testáveis entre comportamentos educacionalmente relevantes e a função cerebral.

O papel dos educadores

Kurt Fischer, diretor do programa de pós-graduação em Mente, Cérebro e Educação da Universidade de Harvard, afirma: "Uma das razões de haver tanto lixo por aí é que há tão poucas pessoas que sabem o suficiente sobre educação e neurociência para juntar as coisas". Os educadores têm confiado na experiência de outros para as interpretações da Neurociência, portanto, não foram capazes de discernir se as afirmações feitas são representações válidas ou inválidas da pesquisa. Sem um acesso direto à pesquisa primária, os educadores podem correr o risco de fazer mau uso dos resultados da pesquisa em neurociência. A necessidade dos chamados 'intermediários' na tradução da pesquisa para a prática levou a uma situação em que a aplicação dos resultados da pesquisa em neurociência cognitiva está à frente da própria pesquisa.

A fim de negar a necessidade de intermediários, alguns pesquisadores sugeriram a necessidade de desenvolver um grupo de neuroeducadores , uma classe especialmente treinada de profissionais cujo papel seria orientar a introdução da neurociência cognitiva na prática educacional de maneira sensata e ética . Neuroeducadores desempenhariam um papel fundamental na avaliação da qualidade das evidências que pretendem ser relevantes para a educação, avaliando quem está em melhor posição para empregar o conhecimento recém-desenvolvido e com quais salvaguardas, e como lidar com consequências inesperadas de resultados de pesquisas implementadas.

Byrnes & Fox (1998) sugeriram que psicólogos do desenvolvimento, psicólogos educacionais e professores geralmente se enquadram em uma das quatro orientações com relação à pesquisa neurocientífica "(1) aqueles que aceitam prontamente (e às vezes superinterpretam) os resultados dos estudos neurocientíficos; (2 ) aqueles que rejeitam completamente a abordagem neurocientífica e consideram os resultados dos estudos neurocientíficos sem sentido; (3) aqueles que não estão familiarizados e são indiferentes à pesquisa neurocientífica; e (4) aqueles que aceitam cautelosamente os resultados neurocientíficos como sendo uma parte proativa do total padrão de descobertas que surgiram de diferentes cantos das ciências cognitivas e neurais ". Greenwood (2009) ^[85] sugere que à medida que o corpo de conhecimento disponível para educadores aumenta e a capacidade de ser especialista em todas as áreas diminui, o ponto de vista mais produtivo seria o quarto descrito por, ^[87] o da aceitação cautelosa de descobertas neurocientíficas e colaboração pró-ativa.

Bennett & Rolheiser-Bennett (2001) apontam que “os professores devem estar cientes e agir sobre a ciência dentro da arte de ensinar”. Eles sugerem que os educadores devem conhecer outros métodos e incorporá-los à sua prática. Além disso, Bennett e Rolheiser-Bennett sugerem que corpos específicos de conhecimento terão um papel importante em informar os educadores ao tomarem decisões importantes com relação ao "design de ambientes de aprendizagem". Os corpos de conhecimento discutidos incluem inteligências múltiplas, inteligências emocionais, estilos de aprendizagem, o cérebro humano, crianças em risco e gênero. Como os autores explicam, essas e outras áreas são apenas "lentes projetadas para estender a compreensão dos professores sobre como os alunos aprendem e, a partir dessa compreensão, tomar decisões sobre como e quando selecionar, integrar e aprovar itens na ... lista" . ^[88]

Mason apóia apelos para uma colaboração construtiva bidirecional entre neurociência e educação, por meio da qual, em vez de a pesquisa em neurociência simplesmente ser aplicada à educação, os resultados da pesquisa em neurociência seriam usados para restringir a teorização educacional. Em troca, a educação influenciaria os tipos de questões de pesquisa e paradigmas experimentais usados na pesquisa em neurociência. Mason também dá o exemplo de que, embora a prática pedagógica em sala de aula possa dar origem a questões educacionais sobre as bases emocionais do desempenho nas tarefas escolares, a neurociência tem o potencial de revelar a base do cérebro dos processos de pensamento de ordem superior e, portanto, pode ajudar a compreender o papel que a emoção desempenha na aprendizagem e abrir novas áreas de estudo do pensamento emocional na sala de aula.

Neuromitos

O termo " neuromitos " foi cunhado pela primeira vez por um relatório da OCDE sobre a compreensão do cérebro. O termo se refere à tradução de descobertas científicas em desinformação sobre educação. O relatório da OCDE destaca três neuromitos para atenção especial, embora vários outros tenham sido identificados por pesquisadores como Usha Goswami.

A crença de que as diferenças hemisféricas estão relacionadas a diferentes tipos de aprendizagem (isto é, cérebro esquerdo versus cérebro direito).
A crença de que o cérebro é plástico para certos tipos de aprendizagem apenas durante certos "períodos críticos" e, portanto, que a aprendizagem nessas áreas deve ocorrer durante esses períodos.
A crença de que intervenções educacionais eficazes devem coincidir com os períodos de sinaptogênese. Ou, em outras palavras, os ambientes das crianças devem ser enriquecidos durante os períodos de crescimento sináptico máximo.

Cérebro esquerdo versus direito

A ideia de que os dois hemisférios do cérebro podem aprender de maneira diferente virtualmente não tem base na pesquisa neurocientífica. A ideia surgiu do conhecimento de que algumas habilidades cognitivas parecem diferentemente localizadas em um hemisfério específico (por exemplo, as funções da linguagem são normalmente suportadas por regiões cerebrais do hemisfério esquerdo em pessoas destras saudáveis). No entanto, uma grande quantidade de conexões de fibra liga os dois hemisférios do cérebro em indivíduos neurologicamente saudáveis. Cada habilidade cognitiva que foi investigada usando neuroimagem até agora emprega uma rede de regiões cerebrais espalhadas por ambos os hemisférios cerebrais, incluindo linguagem e leitura e, portanto, não existe evidência de qualquer tipo de aprendizagem que seja específico para um lado do cérebro.

Períodos críticos

Um período crítico é um período de tempo durante o início da vida de um animal, durante o qual o desenvolvimento de alguma propriedade ou habilidade é rápido e mais suscetível a alterações. Durante um período crítico, uma habilidade ou característica é mais facilmente adquirida. Durante este tempo, a plasticidade é mais dependente de experiências ou influências ambientais. Dois exemplos de um período crítico são o desenvolvimento da visão binocular e das habilidades linguísticas em crianças. O neuromito dos períodos críticos é uma extensão excessiva de certas descobertas da pesquisa em neurociência (veja acima) principalmente da pesquisa no sistema visual, ao invés da cognição e aprendizagem. Embora a privação sensorial durante certos períodos de tempo possa impedir claramente o desenvolvimento das habilidades visuais, esses períodos são mais sensíveis do que críticos, e a oportunidade de aprendizado não é necessariamente perdida para sempre, como o termo "crítico" indica. Embora as crianças possam se beneficiar de certos tipos de estímulos ambientais, por exemplo, aprender uma segunda língua durante o período delicado de aquisição da língua, isso não significa que os adultos não sejam capazes de adquirir habilidades em línguas estrangeiras mais tarde na vida.

A ideia de períodos críticos vem principalmente do trabalho de Hubel e Wiesel. Os períodos críticos geralmente coincidem com os períodos de formação excessiva de sinapses e terminam aproximadamente ao mesmo tempo em que os níveis sinápticos se estabilizam. Durante esses períodos de formação sináptica, algumas regiões do cérebro são particularmente sensíveis à presença ou ausência de certos tipos gerais de estímulos. Existem diferentes períodos críticos dentro de sistemas específicos, por exemplo, o sistema visual tem diferentes períodos críticos para dominância ocular, acuidade visual e função binocular, bem como diferentes períodos críticos entre sistemas, por exemplo, o período crítico para o sistema visual parece terminar em torno da idade de 12 anos, enquanto o de aquisição de sintaxe termina em torno de 16 anos.

Em vez de falar de um único período crítico para os sistemas cognitivos gerais, os neurocientistas agora percebem períodos sensíveis durante os quais o cérebro é mais capaz de ser moldado de maneira sutil e gradual. Além disso, os próprios períodos críticos podem ser divididos em três fases. A primeira mudança rápida, seguida pelo desenvolvimento contínuo com potencial para perda ou deterioração e, finalmente, uma fase de desenvolvimento contínuo durante a qual o sistema pode se recuperar da privação.

Embora haja evidências de períodos sensíveis, não sabemos se eles existem para sistemas de conhecimento transmitidos culturalmente, como domínios educacionais como leitura e aritmética. Além disso, não sabemos que papel a sinaptogênese desempenha na aquisição dessas habilidades.

Ambientes enriquecidos

O argumento do ambiente enriquecido é baseado em evidências de que ratos criados em ambientes complexos têm melhor desempenho em tarefas de labirinto e têm 20 a 25% mais conexões sinápticas do que aqueles criados em ambientes austeros. No entanto, esses ambientes enriquecidos ficavam em gaiolas de laboratório e não chegavam perto de replicar o ambiente intensamente estimulante que um rato experimentaria na natureza. Além disso, a formação dessas conexões adicionais em resposta a novos estímulos ambientais ocorre ao longo da vida, não apenas durante um período crítico ou sensível. Por exemplo, pianistas habilidosos mostram representações ampliadas no córtex auditivo relacionadas especificamente a tons de piano, enquanto violinistas têm representações neurais ampliadas para seus dedos esquerdos. Mesmo os motoristas de táxi de Londres que aprendem o mapa das ruas de Londres em detalhes intensos desenvolvem formações ampliadas na parte do cérebro responsável pela representação espacial e navegação. Esses resultados mostram que o cérebro pode formar novas conexões extensas como resultado de informações educacionais focalizadas, mesmo quando essas informações são recebidas apenas durante a idade adulta. O trabalho de Greenough sugere um segundo tipo de plasticidade cerebral. Enquanto a sinaptogênese e os períodos críticos se relacionam com a plasticidade expectante da experiência, o crescimento sináptico em ambientes complexos se relaciona com a plasticidade "dependente da experiência". Esse tipo de plasticidade está preocupado com a aprendizagem específica do ambiente, e não com características do ambiente que são onipresentes e comuns a todos os membros da espécie, como o vocabulário.

A plasticidade dependente da experiência é importante porque vincula potencialmente a aprendizagem específica e a plasticidade cerebral, mas é relevante ao longo da vida, não apenas em períodos críticos. "Plasticidade expectante de experiência" sugere que as características ambientais necessárias para o ajuste fino dos sistemas sensoriais são onipresentes e de natureza muito geral. Esses tipos de estímulos são abundantes no ambiente de qualquer criança típica. Assim, a plasticidade da expectativa de experiência não depende de experiências específicas dentro de um ambiente específico e, portanto, não pode fornecer muita orientação na escolha de brinquedos, pré-escolas ou políticas de cuidados infantis. A ligação entre experiência e plasticidade cerebral é intrigante. Sem dúvida, o aprendizado afeta o cérebro, mas essa relação não oferece orientação sobre como devemos projetar a instrução.

Bruer também alerta para os perigos de ambientes enriquecedores com base em sistemas de valores socioeconômicos e alerta para uma tendência de valorizar as atividades tipicamente da classe média como mais enriquecedoras do que aquelas associadas ao estilo de vida da classe trabalhadora, quando não há justificativa neurocientífica para isso. .

Sinaptogênese

Além disso, alguns críticos da abordagem da Neurociência Educacional destacaram as limitações na aplicação da compreensão do desenvolvimento do cérebro fisiológico inicial, em particular a sinaptogênese à teoria educacional.

A pesquisa de sinaptogênese foi realizada principalmente em animais (por exemplo, macacos e gatos). As medidas de densidade sináptica são medidas agregadas e sabe-se que diferentes tipos de neurônios na mesma região do cérebro diferem em suas taxas de crescimento sináptico [70]. Em segundo lugar, o suposto "período crítico" de nascimento aos três anos é derivado da pesquisa com macacos rhesus, que atingem a puberdade aos três anos de idade, e pressupõe que o período de sinaptogênese em humanos espelha exatamente o dos macacos. Pode ser mais razoável supor que esse período de crescimento neural realmente dure até a puberdade, o que significaria até o início da adolescência em humanos.

Períodos de intensa sinaptogênese são tipicamente correlacionados com o surgimento de certas habilidades e funções cognitivas, como fixação visual, preensão, uso de símbolos e memória de trabalho. No entanto, essas habilidades continuam a se desenvolver bem após o período em que se acredita que a sinaptogênese termine. Muitas dessas habilidades continuam a melhorar mesmo depois que a densidade sináptica atinge os níveis de adultos e, portanto, o máximo que podemos dizer é que a sinaptogênese pode ser necessária para o surgimento dessas habilidades, mas não pode explicar inteiramente seu refinamento contínuo. Alguma outra forma de mudança cerebral deve contribuir para o aprendizado contínuo.

Além disso, os tipos de alterações cognitivas geralmente relacionados com a sinaptogênese giram em torno da memória visual, tátil, de movimento e de trabalho. Não são habilidades ensinadas, mas habilidades que geralmente são adquiridas independentemente da escolaridade, embora possam apoiar o aprendizado futuro. Como essas habilidades se relacionam com a aprendizagem escolar posterior, no entanto, não está claro. Sabemos que a sinaptogênese ocorre e que o padrão da sinaptogênese é importante para o funcionamento normal do cérebro. No entanto, o que está faltando é a capacidade da neurociência de dizer aos educadores que tipo de experiências na primeira infância podem melhorar as capacidades cognitivas ou os resultados educacionais das crianças.

Cérebro masculino versus feminino

A ideia de que uma pessoa pode ter um cérebro "masculino" ou "feminino" é uma má interpretação dos termos usados para descrever estilos cognitivos ao tentar conceituar a natureza dos padrões cognitivos em pessoas com transtorno do espectro do autismo. Baron-Cohen sugeriu que, enquanto os homens eram melhores "sistematizadores" (bons em compreender sistemas mecânicos), as mulheres eram melhores "empatizadoras" (boas em se comunicar e compreender os outros), portanto ele sugeriu que o autismo poderia ser considerado uma forma extrema de "cérebro masculino". Não houve nenhuma sugestão de que homens e mulheres tivessem cérebros radicalmente diferentes ou que mulheres com autismo tivessem um cérebro masculino.

Aprendendo estilos

Um mito comum no campo da educação é que os indivíduos têm diferentes estilos de aprendizagem , como 'visual' ou 'cinestésico'. Muitos indivíduos declararão preferências quanto à maneira como desejam aprender, mas não há evidências de que combinar uma técnica de ensino com um estilo preferido melhore o aprendizado, apesar de essa hipótese ser testada várias vezes. Pode até haver danos associados ao uso de estilos de aprendizagem, em que os alunos se tornam "classificados", percebendo que podem não ser adequados para tipos de aprendizagem que não correspondem ao seu "estilo de aprendizagem" (por exemplo, os chamados alunos visuais podem não deseja aprender música). Apesar dessa falta de evidências, um estudo de 2012 demonstrou que a crença no uso de estilos de aprendizagem é generalizada entre os professores, e um estudo de 2015 mostrou que a maioria dos trabalhos de pesquisa em ensino superior endossa erroneamente o uso de estilos de aprendizagem.

Veja também

Referências

Leitura adicional

Lee, HW; Juan, CH (2013). "O que a neurociência cognitiva pode fazer para melhorar nossa compreensão da educação e do aprendizado?" (PDF) . Journal of Neuroscience and Neuroengineering . 2 (4): 393–399. doi : 10.1166 / jnsne.2013.1064 .
Mareschal, D., Butterworth, B. & Tolmie, A. (2013) Educational Neuroscience. Oxford, Reino Unido: Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-119-97319-5
Zull, J. (2002). A arte de mudar o cérebro: Enriquecer a prática de ensino, explorando a biologia da aprendizagem. Sterling, VA: Stylus Publishing, LLC
Busso, Daniel S .; Pollack, Courtney (22 de abril de 2014). "Nenhum cérebro deixado para trás: consequências do discurso da neurociência para a educação" (PDF) . Aprendizagem, mídia e tecnologia . 40 (2): 168–186. doi : 10.1080 / 17439884.2014.908908 . S2CID 146467346 .

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