Aprender ciencia modifica el cerebro

El estudio desentraña un poco más la naturaleza de nuestro órgano pensante.

El mismo cerebro que utilizábamos originalmente para tareas básicas de supervivencia como cazar y recolectar alimentos, 200.000 años después lo empleamos para aprender conceptos abstractos como la energía o la gravedad. Pero, ¿cómo es capaz el cerebro de adquirir este tipo de conceptos científicos?

Una nueva investigación llevada a cabo por la Universidad Carnegie Mellon en Pensilvania (EE.UU.) ha descubierto cómo el cerebro puede aprender nuevos tipos de ideas. Los científicos Robert Mason y Marcel Just utilizaron técnicas de decodificación neural desarrolladas en la propia universidad para identificar en un grupo de 9 estudiantes avanzados en física e ingeniería, los conceptos específicos de física que solicitaron que recordaran en un determinado momento. Mientras los participantes veían en un ordenador 30 conceptos familiares como la gravedad, la entropía o la refracción, un programa materializaba el concepto en una pantalla por el propio patrón cerebral de cada universitario.


Un patrón de aprendizaje

Los patrones de activación cerebral en el momento en que tuvieron que pensar en los conceptos de física indicaron que todos los cerebros de los universitarios utilizaron los sistemas cerebrales de la misma manera: los patrones cerebrales revelaron de qué forma se formaban los nuevos conocimientos mediante la reutilización de los sistemas neuronales existentes. Las regiones que parecían activarse cuándo se les expuso a estos conceptos eran regiones que ya tenían otro cometido; es decir, las neuronas se “reprogramaban” para aprender física. Podemos decir que aprender ciencia cambia las neuronas.

“Si los profesores de ciencias saben de qué manera el cerebro codifica un nuevo concepto de la ciencia, entonces pueden definir y elaborar ese concepto de manera que coincida con la codificación. Pueden enseñar al cerebro mediante el uso del propio lenguaje del cerebro”, afirma Mason, coautor del estudio.

La investigación mostró por primera vez cómo el aprendizaje de los conceptos de física se lleva a cabo mediante la reutilización de las estructuras neurales que se utilizan originalmente para propósitos ordinarios cada día como la causalidad, la representación algebraica, la periodicidad o el flujo de energía. (Por ejemplo: los sistemas cerebrales que procesan la periodicidad rítmica del galope de un caballo también ayudan en la comprensión de los conceptos de las ondas en física).

“Es por esto que los seres humanos han sido capaces de avanzar e innovar, ya que podemos usar nuestro cerebro para nuevos fines. Los cerebros humanos no han cambiado mucho en unos pocos miles de años, pero los nuevos campos como la aeronáutica, la genética, la medicina y la informática los han desarrollado y obligado a estar en continuo cambio. Nuestros resultados explican cómo el cerebro es capaz de aprender y descubrir nuevos tipos de conceptos”, finaliza Just, coautor del trabajo.El mismo cerebro que utilizábamos originalmente para tareas básicas de supervivencia como cazar y recolectar alimentos, 200.000 años después lo empleamos para aprender conceptos abstractos como la energía o la gravedad. Pero, ¿cómo es capaz el cerebro de adquirir este tipo de conceptos científicos?

Una nueva investigación llevada a cabo por la Universidad Carnegie Mellon en Pensilvania (EE.UU.) ha descubierto cómo el cerebro puede aprender nuevos tipos de ideas. Los científicos Robert Mason y Marcel Just utilizaron técnicas de decodificación neural desarrolladas en la propia universidad para identificar en un grupo de 9 estudiantes avanzados en física e ingeniería, los conceptos específicos de física que solicitaron que recordaran en un determinado momento. Mientras los participantes veían en un ordenador 30 conceptos familiares como la gravedad, la entropía o la refracción, un programa materializaba el concepto en una pantalla por el propio patrón cerebral de cada universitario.


Un patrón de aprendizaje

Los patrones de activación cerebral en el momento en que tuvieron que pensar en los conceptos de física indicaron que todos los cerebros de los universitarios utilizaron los sistemas cerebrales de la misma manera: los patrones cerebrales revelaron de qué forma se formaban los nuevos conocimientos mediante la reutilización de los sistemas neuronales existentes. Las regiones que parecían activarse cuándo se les expuso a estos conceptos eran regiones que ya tenían otro cometido; es decir, las neuronas se “reprogramaban” para aprender física. Podemos decir que aprender ciencia cambia las neuronas.

“Si los profesores de ciencias saben de qué manera el cerebro codifica un nuevo concepto de la ciencia, entonces pueden definir y elaborar ese concepto de manera que coincida con la codificación. Pueden enseñar al cerebro mediante el uso del propio lenguaje del cerebro”, afirma Mason, coautor del estudio.

La investigación mostró por primera vez cómo el aprendizaje de los conceptos de física se lleva a cabo mediante la reutilización de las estructuras neurales que se utilizan originalmente para propósitos ordinarios cada día como la causalidad, la representación algebraica, la periodicidad o el flujo de energía. (Por ejemplo: los sistemas cerebrales que procesan la periodicidad rítmica del galope de un caballo también ayudan en la comprensión de los conceptos de las ondas en física).

“Es por esto que los seres humanos han sido capaces de avanzar e innovar, ya que podemos usar nuestro cerebro para nuevos fines. Los cerebros humanos no han cambiado mucho en unos pocos miles de años, pero los nuevos campos como la aeronáutica, la genética, la medicina y la informática los han desarrollado y obligado a estar en continuo cambio. Nuestros resultados explican cómo el cerebro es capaz de aprender y descubrir nuevos tipos de conceptos”, finaliza Just, coautor del trabajo.