Amígdala cerebral y aprendizaje

La amígdala o complejo amigdalino es una pequeña estructura subcortical con forma de almendra que se encuentra en el interior del lóbulo temporal medial adyacente a la porción anterior del hipocampo, lindando con la corteza periamigdaloide y la corteza parahipocampal. Esta estructura envía información al hipotálamo y al tronco del encéfalo para poner en marcha los tres componentes de una emoción (conductual, autonómico y endocrino) como respuesta a situaciones de índole variada. La amígdala recibe información sensorial del tálamo y de la corteza sensorial. También recibe información de la corteza de asociación y del sistema límbico (sobre todo, de la formación hipocampal). Además, esta estructura envía conexiones a la corteza sensorial, a la corteza frontal, a la formación hipocampal, al hipotálamo y a diferentes núcleos del tronco del encéfalo.

La amígdala está implicada en los diferentes efectos de las emociones en los procesos cognitivos (atención, memoria, cognición social, etc.) y en las reacciones emocionales, ya que es un conjunto de núcleos que conectan las áreas corticales que procesan los distintos tipos de información con los sistemas efectores del hipotálamo y del tronco encefálico. En este sentido, dicha estructura proyecta: a) sobre diferentes ganglios basales modulando el aprendizaje instrumental; b) sobre la corteza prefrontal influyendo sobre la toma de decisiones y la cognición social; c) sobre el lóbulo temporal medial participando en la consolidación de la memoria; d) sobre el prosencéfalo basal y la corteza retrosplenial interviniendo sobre los sistemas atencionales, etc.

En relación al aprendizaje, distinguimos dos tipos de aprendizaje emocional: el aprendizaje emocional implícito y el aprendizaje emocional explícito. De estudios con pacientes con lesiones de la amígdala y el hipocampo se concluye que esta estructura es crítica para la adquisición y la expresión implícita del aprendizaje y la memoria emocional (p. ej.: respuesta de miedo condicionada) y también puede intervenir en el aprendizaje emocional de tipo explícito. De hecho, las interacciones de la amígdala con el sistema de memoria explícito dependiente de la formación hipocampal puede darse en relación a dos aspectos claramente diferenciados: a) la amígdala puede aumentar la fuerza de las memorias explícitas, modulando así el almacenamiento de dichas memorias (se recuerdan mejor las situaciones con mucha carga emocional o con mayor grado de significación emocional que las situaciones neutras); b) la amígdala es necesaria para las respuestas emocionales indirectas a estímulos cuyas propiedades emocionales se aprenden de forma explícita (p. ej.: es el tipo de aprendizaje en el que aprendemos a temer o a evitar un determinado estímulo por lo que nos han contado o hemos oído). No obstante, cabe subrayar que, tanto si la manera como aprendemos la naturaleza aversiva o amenazante de un determinado estímulo es implícita como explícita o de ambos tipos, la amígdala siempre desempeñará un papel en la expresión indirecta de la respuesta de miedo hacia dicho estímulo.

En la literatura científica, existen diversos trabajos que han intentado analizar el papel de la amígdala en la modulación de la formación de la memoria de tipo explícito. Autores como Cahill y McGaugh (1995, 1998) sugieren que acontecimientos emocionalmente arousalizantes aumentan la memoria al poner en marcha sistemas que regulan el almacenamiento de la información que se está adquiriendo. Su hipótesis se conoce como "hipótesis de la modulación emocional de la memoria" y enfatiza el papel de la amígdala en la facilitación del proceso de consolidación de las memorias en otras regiones del cerebro después de que la situación emocional haya tenido lugar. Según esta hipótesis, el componente arousal de una emoción desempeña un papel esencial para explicar la función de la amígdala en la modulación de la memoria explícita; sin embargo, este efecto modulador queda bloqueado en pacientes con lesión bilateral de la amígdala.

Especialmente, la amígdala basolateral, desempeña un papel crítico en la acción del arousal emocional sobre los procesos de memoria y aprendizaje. Además del aprendizaje emocional que tiene lugar intrínsicamente en la amígdala (p. ej.: el condicionamiento de la respuesta al miedo), desde la amígdala se establecen proyecciones bidireccionales directas e indirectas hacia estructuras cerebrales que resultan críticas para los diferentes sistemas de memoria. Las conexiones bidireccionales directas con el sistema de memoria del lóbulo temporal medial están implicadas en la consolidación de las memorias de tipo explícito y condicionamientos complejos como el condicionamiento de la respuesta del miedo al contexto. También presenta conexiones bidireccionales directas e indirectas con el córtex prefrontal dorsal y ventral implicadas en la memoria operativa, la memoria semántica, la memoria prospectiva, el uso de estrategias de memoria por parte del sujeto, la metamemoria, el aprendizaje de extinción, el priming conceptual, la memoria episódica, etc. De igual forma, la amígdala está conectada directamente con el cuerpo estriado, el cual está relacionado con la memoria procedimental (aprendizaje procedimental) y el aprendizaje vinculado al refuerzo. En suma, se halla conectada indirectamente con el sistema de memoria en el que participa el cerebelo y que resulta importante para el aprendizaje motor y para diferentes condicionamientos complejos. Asimismo, las conexiones bidireccionales directas de la amígdala con la corteza sensorial ayudarían a explicar su posible influencia sobre el almacenamiento de la memoria y el priming conceptual y perceptual (Redolar, 2012, 2013).

Finalmente, quiero aclarar que, aunque la activación del eje hipotálamo-hipofisiario-adrenal y la liberación de catecolaminas por parte del sistema nervioso autónomo (rama simpática) podrían constituir los efectos más duraderos de la amígdala sobre la consolidación de la memoria en curso en diferentes sistemas, debemos tener en cuenta que el estrés excesivo o crónico afecta negativamente al cerebro y perjudica el aprendizaje.

Así pues, como ya apunté en el post "Motivación y emoción: herramientas poderosas en el aprendizaje", las emociones positivas son una poderosa herramienta para el aprendizaje, ya que la amígdala facilita los procesos de consolidación de la memoria declarativa (explícita) como de la memoria no declarativa (implícita) cuando la información tiene una carga emocional o  grado de significación emocional importante y, además, modula otros procesos cognitivos implicados en el aprendizaje (atención, etc.). En consecuencia, hoy en día, en este contexto, se hace indispensable "formar maestros emocionalmente inteligentes" que puedan cumplir el reto de educar en un clima de aula que impacte positivamente en el aprendizaje de sus alumnos (Buitrón & Navarrete, 2008).

Emoción y funciones cognitivas: ¿cuál es su relación?

En el post "Motivación y emoción: herramientas poderosas en el aprendizaje" ya comenté que las emociones juegan un papel crucial en el aprendizaje, pero ¿cuál es su relación con las funciones cognitivas?

En  primer lugar, apuntar que las funciones cognitivas son todos aquellos procesos mentales que nos van a permitir recibir, procesar, elaborar y recuperar la información y, por tal razón, son indispensables para realizar las diferentes tareas de nuestro día a día, para interactuar y para desenvolvernos en el mundo que nos rodea. Las más importantes son: memoria, atención, orientación, funciones ejecutivas, lenguaje, gnosias, praxias, habilidades visuoespaciales, habilidades visuoconstructivas y cognición social.

Está demostrado científicamente que la emoción influye en la atención, en la memoria, en las funciones ejecutivas (razonamiento, toma de decisiones, etc.) y en la cognición social y, por ello, en nuestra manera de percibir, pensar, interpretar el mundo y aprender.

En relación con la atención, las emociones son las encargadas de dirigir nuestra atención a hechos internos (pensamientos) o externos (procedentes del entorno) que emergen como más importantes (atención selectiva de estímulos relevantes). Sin embargo, es importante tener en cuenta que la emoción no solamente puede afectar a la atención como influencia interna, sino que también debe ser considerada un elemento vital para generar y mantener dicha atención (Brown, 2003).

En adición, nuestro cerebro no puede recordar el cien por cien de los datos, por lo que las emociones son un excelente criterio para determinar qué datos recordar. En este sentido, el grado de éxito de la recuperación de los datos no sólo dependerá de la disponibilidad de la información, sino del grado de accesibilidad a la misma determinado por las claves o indicios aportados por el contexto, tanto externo como interno, en el que se aprendió, es decir, por el grado de elaboración de la huella de memoria en el proceso de codificación. De ahí la importancia para el aprendizaje, dado que el contexto interno, que se refiere a los pensamientos y emociones del sujeto, se codifica como estímulos contiguos que se convierten en excelentes claves para recordar. Por este motivo, es de gran importancia conocer lo que los trabajos de Bower (1981) denominan “la red asociativa de la emoción y la memoria” y sus efectos derivados:

• Memoria congruente, que consiste en recordar mejor la información cuyo contenido afectivo coincide con el estado emocional del individuo. Por lo tanto, para mantenerse feliz y lograr un aprendizaje feliz habría que codificar y recordar selectivamente situaciones agradables y positivas (Isen, 1985; citado en Sáiz et al., 2008).

• Efecto de la memoria dependiente del contexto emocional, el cual se refiere al incremento de memoria cuando el estado emocional en el que una persona aprendió una información coincide con el de la fase de recuperación de dicha información.

De igual modo, lo que pensamos, el razonamiento lógico y la toma de decisiones están también impulsados por las emociones. En relación con la toma de decisiones, la hipótesis del marcador somático (Damasio, 1994; citado en Alameda, Márquez, Paíno, & Salguero, 2013) proporciona un modelo conceptual en el que se integran procesos cognitivos y emocionales y sistemas neuroanatómicos para explicar el vínculo entre el procesamiento de las emociones y la capacidad para decidir en función de las potenciales consecuencias futuras de la conducta. Dicho modelo atribuye las dificultades para tomar decisiones ventajosas a un déficit en los mecanismos emocionales que anticipan los resultados prospectivos, de ahí que algunas personas tengan dificultades para desarrollar señales emocionales asociadas al valor afectivo de las distintas opciones y no puedan anticipar las consecuencias de sus decisiones, con lo que tienden a elegir consistentemente las opciones desventajosas en cualquier decisión de su vida diaria (Redolar, 2014).

Por otra parte, aunque tradicionalmente las investigaciones en cognición social se centraban en pensamientos, actualmente se están centrando en cómo los sentimientos (emoción, estado de ánimo, afecto) influyen en la cognición social y cómo a su vez son influenciados por ésta, dado que diferentes situaciones (celebración, funeral) causan diferentes emociones (alegría, tristeza), pero, también, una misma situación (un examen) puede provocar diferentes emociones (positivas o negativas) en diferentes personas (estudiante seguro, estudiante inseguro, estudiante feliz, etc.) (Hogg & Vaughan, 2008).

En consecuencia, quiero hacer hincapié en la importancia del desarrollo de la habilidad de reevaluación cognitiva (HRC), estrategia que implica la regulación emocional a través de la resignificación de una situación para cambiar su efecto emocional, de gran valor a cualquier edad para lidiar con las emociones negativas. Particularmente, en los niños, la HRC se ha mostrado como un factor de protección frente a la ansiedad y depresión. Por consiguiente, es de suma importancia conocer los factores que contribuyen a explicar las diferencias individuales en dicha habilidad, entre ellos, las diferencias individuales relacionadas con el funcionamiento ejecutivo en la implementación de esta estrategia (Andrés, Castañeiras, Stelzer, Canet, & Introzzi, 2016).

Así pues, por todo lo mencionado anteriormente, se pone de manifiesto la gran influencia que tienen las emociones en las funciones cognitivas, funciones cuya estimulación debe ser una prioridad a cualquier edad.

Motivación y emoción: herramientas poderosas en el aprendizaje

La motivación y las emociones positivas, a la hora de aprender, son unas herramientas muy poderosas, ya que dirigen el sistema de atención y están íntimamente relacionadas con los procesos de memoria.

El tálamo es clave para dirigir la atención a estímulos relevantes, pero no solamente es una estructura que forma parte del sistema de atención, sino que, también, forma parte del sistema de motivación. Y sin atención o motivación no hay aprendizaje o dicho aprendizaje es mucho menor.

A mayores, quiero destacar el papel que tienen el tálamo y el hipotálamo en la memoria. Los núcleos anteriores y dorsomediales del tálamo, los cuerpos mamilares y dos haces de fibras relacionados (el haz mamilotalámico, que conecta el complejo hipocámpico medial con los núcleos anteriores del tálamo, y la vía amigdalofugal que conecta la amígdala con los núcleos dorsomediales) crean la participación extensa y compleja que desarrolla el cerebro para codificar y crear lo que denominamos memoria (Gramunt, 2010; citado en Torres, Díaz, Zúñiga, Navia, & Zamora, 2015).

David Bueno, doctor en Biología y profesor de Genética en la Universidad de Barcelona, en ¿cómo funciona el cerebro de un adolescente?  señala que la motivación también supone un aporte extra de oxígeno y de glucosa que permite al cerebro funcionar con más eficiencia y más tiempo. Por este motivo, indica que la motivación es placentera, puesto que hay más energía y el cerebro funciona holgadamente; y este sentimiento de placer y recompensa hace que todo lo que se aprenda en este circuito, el cerebro lo valore como positivo. Por ello, el juego constituye un elemento fundamental en el aprendizaje, ya que el juego motiva.

Por otra parte, las emociones positivas son muy importantes para el aprendizaje, dado que mejoran nuestra comprensión, recuerdo y motivación para el mismo. David Bueno apunta que aprender con alegría es aprender con confianza y que existe otra emoción también muy importante para el aprendizaje: la sorpresa. La sorpresa tiene muchas ventajas, entre ellas, la que destaca, es que para responder a ella se activa el tálamo. Por consiguiente, las emociones alegría y sorpresa son clave para el aprendizaje, porque no solo dirigen la atención y motivación, sino que generan confianza, placer y recompensa.

En este sentido, existen estudios que han encontrado que el afecto positivo lleva a una mayor flexibilidad en el procesamiento cognitivo (Baumann & Kuhl, 2005; Dreisbach & Goschke, 2004; Isen, 2004; citado en Rodríguez, Meilán, Carpi, & Palmero, 2008) o a mayores índices de ejecución en tareas de alto orden intelectual, funcionamiento ejecutivo o creatividad (Ashby, Isen, & Turken, 1999; citado en Rodríguez, Meilán, Carpi, & Palmero, 2008).

Asimismo, estudios recientes confirman que es necesario emocionarse para aprender e incluso que "el cerebro necesita emocionarse para aprender" (Torres, 2016). No obstante, por los datos expuestos hasta ahora, todavía podemos afinar más esta afirmación al indicar que "los cerebros precisan emocionarse positivamente para aprender".

Adicionalmente, quiero resaltar otro punto relacionado con el aprendizaje, la importancia que le debemos otorgar al aprendizaje procedimental implícito, el cual es primordial para el desarrollo de cualquier actividad motora o cognitiva. En virtud de ello, David Bueno manifiesta en ¿cómo funciona el cerebro de un adolescente? que "en educación primaria y en secundaria, pero especialmente en primaria, el resto de asignaturas deberían construirse encima de la Música, la Educación Física y la Plástica", puesto que conforman la adquisición de un conjunto de destrezas y estrategias cognitivas que se “activan” automáticamente y de forma no consciente ante la demanda de cualquier tarea académica y/o de la vida diaria y, por ende, son de suma importancia. Por ejemplo, al lanzar una pelota a una canasta se tienen que secuenciar los movimientos, así, la parte del cerebro que aprende a secuenciar los movimientos es la misma que luego permitirá secuenciar cualquier otra actividad.

Por último, también quiero enfatizar el hecho que cuantas más conexiones haya en un aprendizaje y mayor número de áreas del cerebro conecte, mejor lo recordaremos y con más eficiencia lo podremos utilizar. De acuerdo con esto último, David Bueno expresa en ¿cómo funciona el cerebro de un adolescente? que “el aprendizaje debe ser lo más transversal y contextualizado posible”, aunque este mensaje se puede extrapolar a cualquier edad.

Así pues, por todo lo expresado anteriormente, concluyo que un aprendizaje significativo y feliz con un feedback específico y positivo debe ser el objetivo de TODO educador y que no se debe obviar la importancia de la contextualización como elemento facilitador del aprendizaje significativo.