Espero que esteja "inteligível". Disponibilizo o original em ingles para quem se interessar.
NEUROCIÊNCIA EM EDUCAÇÃO
Usha Goswami
Educação, promessa da neurociência
O cérebro é o principal órgão para a aprendizagem, e a neurociência é o estudo do cérebro. Ele tem apontado que a neurociências será importante para a educação no futuro. Vários programas educacionais que se especializam no estudos “baseados” no funcionamento cerebral estão surgindo no Reino Unido, mas contudo uma ciência de base para tais programas são na maioria das vezes, insuficientes. Não obstante, a neurociência tem a potencialidade de trazer contribuições importantes para a educação.
Estas contribuições são pelo menos de três tipos: um modelo básico que compreende os processos biológicos e ambientais que determinam a aprendizagem; a identificação de marcadores neurais que previnem o risco educacional; e métodos neurais para avaliar diferentes aproximações da aprendizagem, pacotes de ajuda ou debates educacionais. Uma compreensão mais aprofundada do desenvolvimento do cérebro e suas funções é possível abastecer de significantes informações para os educadores. Não obstante, projetos estritos de pesquisa e o reconhecimento de correlações que não envolvam a causa são exigidos para que a neurociência contribua eficazmente para a educação. Além disso, os neurocientistas e os educadores devem interagir um com o outro em cada estágio do processo da pesquisa. Atualmente, as poucas e diferentes filosofias que sustentam a educação e as ciências naturais estão sendo impedidas deste engajamento. A maior interação entre estas disciplinas poderia conduzir a um significativo progresso da neuroeducação baseada em evidências.
Promessa educacional da neurociência
O cérebro é o órgão principal da aprendizagem e a neurociência trata do estudo do cérebro. Assim é claro que a neurosciência é muito importante para a educação. Certamente, a maioria de professores pensam que é um conhecimento importante para os programas educacionais (Pickering and Howard - Jones, 2007). Entretanto, foi lento o acoplamento da educação e da neurociência. Isto está criando uma abertura do conhecimento que está sendo explorados por pacotes comerciais que se dizem “baseados em neurociência”. Tipicamente, a sustentação do que é científico para estes pacotes é tênue no melhor dos casos (Howard - Jones 2007). Apesar disto, a neurociência mantém a grande promessa para a educação. Três áreas são prováveis importância, a saber: 1. uma compreensão da base neural de as representações mentais são importantes para a educação eficaz; 2. a descoberta de marcadores neurais para o risco educacional, que pode ser medido em algumas idades usando paradigma de processamento passivos (isto é. sem atenção); 3. a avaliação dos debates na educação foram difícieis de resolver com base em dados comportamentais.
Este capítulo termina com exemplos para cada área.
Porque a neurociência é importante para a educação
Os neurocientistas investigam os processos pelos quais o cérebro aprende e memoriza, além de compreender os processos moleculares e celulares dentro das funções e sistemas do cérebro. Como outras revisões no topo deste projeto com vistas a prever a natureza e o desenvolvimento destes aspectos da aprendizagem, o foco aqui está nas implicações do processo do cérebro na aprendizagem. O cérebro usa a atividade eletroquímica para representar o conhecimento, com os testes padrões da atividade neural que correspondem aos estados mentais particulares ou às representações mentais. Estes testes dependem dos padrões da atividade e das conexões entre os neurônios, porque os neurônios precisam ser presos entre eles com uma ‘solda’. Geralmente, pensa-se que as representações mentais compreendem a atividade neuronal sincronizada dentro dos conjuntos de células (redes dos neurônios) distribuídos através de muitas áreas do cérebro.
Experiências diversas que uma criança participa dentro da aprendizagem na neurociência
Embora outros aspectos da instrução, tais como a compreensão dos conceitos do núcleo da ciência sejam favoráveis ao estudo da neurociência, o trabalho empírico está faltando. Isto reflete certamente o fato de que a neurociência é cara e que os estudos mais profundos são longitudinais.
Aprendizagem
A respeito da aprendizagem, a imagem latente neural mostra que o cérebro desenvolve essencialmente redes neurais similares para dar sustentação à leitura em línguas diferentes (p.ex. Paulesu e outros. 2001). Muitos estudos (em adultos) identificam três regiões neurais críticas para a leitura, a saber, a área ociptotemporal frontal posterior, frontal inferior esquerdo e a área ociptotemporal esquerdo. A nível muito simples, o processamento semântico é pensado para ocorrer em áreas temporais e frontais, no processamento articulatório em áreas frontais inferiores esquerdas, no processamento auditivo em áreas temporais e no processamento visual em áreas occipitais. As regiões occipitotemporal esquerdas incluem uma área neural etiquetada a área visual do formulário de palavra (VWFA; p.ex. Cohen e Dehaene 2004). O VWFA torna-se mais ativo para o desenvolvimento da leitura (Pugh 2006; Shaywitz e outros 2007).
Apesar de seu nome, o VWFA não é um sistema de reconhecimento logográfico. Ele, um pouco, apreande conexões do soletração-som. Responde não apenas às palavras inteiras, mas aos fragmentos de palavras familiares tais como os rimas ortográficas (p.ex. igth e ligth) e às palavras absurdas tais como “tegwop”. Muitos jovens leitores não acoplam o VWFA, mas dependem um pouco do córtice temporal posterior esquerdo, uma área de núcleo para a fonologia (Turkeltaub e outros 2003). Assim, os dados neurais sugerem que os leitores comecem por confiar no som da letra que memorizam e que um léxico ortográfico de formas de palavra familiares se desenvolve gradualmente durante os primeiros anos de aquisição da leitura.
A aquisição da leitura através das línguas depende da consciência fonológica, que é uma descrição cognitiva da habilidade do cérebro de distinguir e representar a estrutura sadia da língua (Ziegler e Goswami 2005), assim como a confirmação da importância fonológica. Este mecanismo neuronal para a discriminação do discurso pode estar danificado no disléxico, e a neurociência pode estudar esta hipótese. Similarmente, se determinadas experiências afetivas são atípicas, isto influenciará o desenvolvimento emocional e o desenvolvimento da cognição social.
Para descrever o desenvolvimento cognitivo adequadamente, todas estas interações precisam de ser compreendidas, e a correlação necessita ser distinguida pelas suas causas. A neurociência cognitiva oferece as estruturas teóricas exigidas. Ela interpreta descrições de nível elevado da mente (tais como teorias psicológicas e descrições simbólicas) e dados do nível paralelo (sobre a ativação de redes neural no cérebro) e teorias de baixo nível (por exemplo, sobre a função neuronal) dentro de uma estrutura comum (Szűcs e Goswami 2007).
O que se sabe atualmente da neurociência sobre a aprendizagem
Apesar destes avanços, o corrente modelo atual é limitado (Bruer 1997; Goswami 2004, 2006; Howard-Jones 2007). Nós conhecemos um certo montante sobre determinada atividade eletroquímica que é correlacionada com o desempenho educacional, mas não muito. A maioria dos estudos centraram-se sobre dois aspectos centrais do desempenho educacional: leitura e cálculos. A despeito das reivindicações e expectativas nos meios populares, quase nada é conhecido sobre outros aspectos de aprender e isso faz uma diferença na sala de aula, tal como criatividade. Certamente, é longe do espaço livre que as variáveis psicológicas poderiam ser mensuradas a fim de estudar algo como a resolução de problemas criativos, em que os diferentes participantes irão provavelmente usar estratégias diferentes.
O senso do capital mental e do bem estar está igualmente presente nos bebês e nos animais (Dehaene e outros 1998). Esta área intraparietal provavelmente está particularmente relacionada com o conhecimento das quantidades numéricas e das suas relações. Por exemplo, Dehaene e outros (1999) comparou a ativação para duas tarefas aritméticas em adultos, uma adição exata de envolvimento do cérebro (tal como 4 + 5 = 9) e uma adição aproximada de envolvimento (4 + 5 = 8). Relataram que, durante o cálculo exato, os participantes mostraram a grande ativação relativa em uma área lateralisada esquerda no lóbulo frontal inferior, considerado tradicional como uma área da linguagem. Durante o cálculo aproximado, os participantes mostraram a grande ativação relativa em uma área parietal bilateral envolvida no processamento visuo-espacial.
Os investigadores seguiram igualmente o curso preciso do tempo da ativação do cérebro. Encontraram que os sinais elétricos (ERPs) para a versão exata contra os blocos experimentais mais aproximados já eram diferentes em 400 milissegundos, antes das possíveis respostas às adições que foram indicados. Dehaene e outros discutiu que seus dados suportaram a idéia que o cálculo exato confia no conhecimento de fatos do número ou associações verbais armazenadas nas áreas da linguagem do cérebro. O cálculo aproximado, de um lado, confia nas redes parietal visuo-espaciais, que suportam um linguagem, independente da representação da quantidade.
Cantlon e outros, (2006) usaram a neuroimagem para estudar a atividade destas redes parietais visuo-espaciais em crianças de 4 anos de idade. Concluíram que os sulcus intraparietais estiveram selecionados para o processamento numérico não simbólicos mesmo aos 4 anos, antes que a educação formal começasse. Isto deve-se, provavelmente, às diferenças individuais na compreensão numérica ligadas às diferenças no funcionamento da representação análoga neural de magnitude. Certamente, discutiram-se que a discalculia reflete uma representação deficiente análoga de magnitude (isto é, o processamento atípico da quantidade pelos conjuntos de células no sulcus intraparietal; veja Capítulo 68 neste volume).
O potencial oferecido pela neurociência para compreender o desenvolvimento e as características das respresentações mentais na aquisição adiantada da leitura através dos estudos neurais da imagem latente igualmente mostram seu papel do núcleo do desenvolvimento da dislexia. A atividade no córtex temporal superior posterior esquerdo durante a leitura é modulada pelo nível de habilidades fonológicas das crianças.
Estudos de crianças com desenvolvimento de dislexia revelam dificuldades em ambos os aspectos fonológicos da leitura e do desenvolvimento de um léxico ortográfico. Por exemplo, os estudos das línguas relatam a ativação reduzida de redes occipitotemporais esquerdas e a ativação aumentada de áreas frontais inferiores esquerdas (Shaywitz e outros 2007; Kronbichler e outros 2006). Atipicamente, para a direita o córtex temporoparietal continua a ser usado durante a leitura por crianças com dislexia.
Os estudos da imagem latente igualmente mostraram que as intervenções bem sucedidas para a dislexia melhoram a atividade de cérebro nos pontos chave para a memória fonológica. Por exemplo, às crianças com dislexia em que foi oferecido 80 horas de uma intervenção intensiva de fonologia de base, mostraram um aumento acentuado na ativação de regiões temporoparietal esquerdas, predominante no posterior esquerdo superior temporal giro: um conjunto de pilhas de pensamento para a sustentação letra-som tornam-se típicos para a memorização e alfabetização. (veja Simos e outros 2002).
Numeração
Tanto quanto, a numeração é concernente às chaves das estruturas neurais que são redes de código de magnitude não-numérica, primariamente no córtex parietal (espacial), e redes de espaço para memorização de fatos aritméticos no giro angular (o sistema de linguagem). Estas representações mentais permitem a compreensão cognitiva simbólica dos números e a manipulação dos símbolos numéricos (Dehaene e outros. 2003; Dehaene 1997; Szücs e Goswami 2007). Além disso, quase todos os estudos relevantes em neurociências foram conduzidos com adultos.
A rede parietal foi considerada com importância particular no desenvolvimento, porque parece corresponder a uma magnitude análoga da representação ou a uma evolução dirigida aos “estilos de aprender números”. Os professores são advertidos que os estilos de aprendizagem das crianças podem ser qualquer um: visual, auditivo ou cinestésico, e aquele as crianças devem ser ensinadas de acordo com seu estilo perceptual.
Howard - Jones (2007) discute exercício dos pacotes comerciais que ‘intentam melhorar a aprendizagem integrando áreas diferentes do cérebro’. Howard-Jones comenta, que as explanações e os conceitos usados para suportar tais pacotes são desconhecidos para os neurocientistas. A idéia que a nutrição afetará a função do cérebro, e conseqüentemente a aprendizagem, deve estar correta a nível simples, porque o cérebro necessita de glicose para funcionar eficazmente. Além disso, os ácidos gordos parecem ser importantes para a mielinização, o processo por meio de que as bainhas protetoras se acumulam em torno dos axônios neuronais e aumentam a transmissão elétrica e aceleram. Entretanto, não significa necessariamente que se as crianças ingerem suplementos essenciais ao ácido gordo (EFA) tais como ômega - EFA 3 e ômega - EFA 6, sua função do cérebro melhorará. As grandes méta-análisis em psiquiatria com o apoio do Governo dos E.U. sugerem que possa haver um efeito protetor de ômega - entrada de 3 EFA para desordens afetivas tais como a depressão e a desordem bipolar. Mas estas análises não relataram nenhuma prova forte até agora para desordens cognitivas tais como ADHD (Freeman e outros 2006).
As reivindicações específicas foram feitas que EFAs são deficientes ou desbalanceadas na dislexia em desenvolvimento (p.ex. Cyhlarova e outros. 2007). Entretanto, em seu estudo de dislexia em adultos, Cyhlarova e outros encontraram realmente uma correlação entre baixo omega celular - 3 níveis: em realizações da leitura em disléxicos e controles tipicamente da leitura. Isto não estabelece um relacionamento específico com dislexia. Os participantes disléxicos não mostraram uma membrana mais baixa nos níveis do ácido gordo para algumas das 21 medidas do ácido gordo relatadas por Cyhlarova e outros. (2007). A correlação com leitura pode ser devido a um terceiro fator que não deve ter sido medido. Certamente, nenhum mecanismo plausível proporia níveis leves do EFA à habilidade cognitiva específica da leitura.
Um problema que muitos estudos empreendidos suportaram intervenções baseadas no cérebro ou outro pacote comercial pacotes é o desempenho educacional desobstruído. Contudo mesmo em áreas de núcleo tais como a leitura e o número, há ainda muito poucos estudos e os dados são essencialmente correlacionais. Os estudos longitudinais tipicamente em crianças tornam-se prováveis de ser os mais informativos no que diz respeito aos fatores causais. As técnicas de Neuro-imagem igualmente oferecem o potencial para estudar os efeitos de ambientes de aprendizagem diferentes na atividade eletroquímica que compreende as representações mentais, tais como tipos diferentes de programas instrutivos (p.ex. os efeitos de ensinar a leitura pela fónica sintética e contra fónica analítica nas representações mentais que suportam o reconhecimento de palavra impressa). Quase nenhum estudo como este está atualmente disponível.
Os ‘neuromitos’ nos meios populares
Em princípio, os efeitos das diferentes medicações (por exemplo Ritalina para a desordem da hiperactividade e deficit de atenção, ADHD), os aditivos de alimento ou os suplementos (por exemplo óleo de peixes), e as toxinas potenciais (por exemplo exposição fetal ao álcool) no desempenho educacional podem igualmente ser estudados usando métodos da neurociência. Certamente, há uma variedade de reivindicações confiáveis sobre os efeitos benefícios de diferentes suplementos alimentares para o cérebro (tais como óleos de peixes) e os diferentes programas comerciais instrutivos que intentam exercitar o cérebro, que florescem atualmente. Tais reivindicações são dadas geralmente por seguimento dos meios entusiásticos (veja Goldacre 2006), e podem se posicionar acima das autoridades educacionais locais que gastam quantidades significativas de dinheiro. Um número de ‘neuromitos`- que têm pouca sustentação científica – parece ser de notàvel persistência dentro da educação (Goswami 2004, 2006; Howard - Jones 2007). Um neuromito persistente é do cérebro esquerdo versos o cérebro direito que aprende (p.ex. Smith 1996). Os professores são dizem que as crianças deveriam ser identificadas pela predominância do cérebro esquerdo ou do cérebro direito, porque cada indivíduo prefere um tipo de processamento: o lógico ou o artistico. Assim, o processo de ensinar deve garantir que as experiências possam balancear os cérebros direito e esquerdo.
Um outro neuromito é aquele sobre o bem-estar mental (emple e Posner 1998). Entretanto, as crianças ulrapassaram em três vezes a organização das respostas dos adultos; isto é, para decidir qual mão usar para indicar se o que foi apresentado foi um numeral árabe ou um grupo de letras, selecionaram pontos menor ou maior de cinco. Isto sugere que as diferenças no desempenho da tarefa observado no estudo, dependam sobre funções executivas como a organização da resposta, um pouco mais do que na compreensão cognitiva do valor numérico.
Certamente, estudos de neuroimagem adicionais em crianças mostraram que os recursos executivos do comportamento de controle é taxado a uma extensão muito maior nas crianças do que nos adultos durante o processamento da informação numérica (Szűcs e outros 2007). Sem neuroimagem, concluir-se-ia que as diferenças da idade que são encontradas em muitos estudos comportamentais indicaram habilidades numéricas imaturas da discriminação em crianças de 5 anos de idade. Além disso,em muitas demonstrações, essa amplitude de evento-relacionado aos potenciais elétricos do cérebro varia em resposta à distância numérica, o que significa que esta resposta pode ser considerada um marcador neural para o processamento do valor (Szűcs e Goswami 2007). Este marcador pode, conseqüentemente, ser comparado nas crianças de idades diferentes e nas crianças com dificuldades matemáticas.
Dado que o valor da representação análoga está provavelmente na infância, a descoberta de marcadores neural tais como estes podem fornecer indicações adiantadas de um risco educacional mais atrasado (por exemplo para dificuldades matemáticas ). Marcadores neurais similares foram descobertos no desenvolvimento de linguagem (veja o capítulo 77). Por exemplo, cérebro responde os sons de discurso e podem ser medidos em bebês durante o sono (por exemplo. Cheour e outros 1997). Um tal marcador é o `N100 ', o aumento adiantado na amplitude da negatividade elétrica quando os sons são registrados, como gravado pelos elétrodos colocados no escalpe. Os marcadores Neurais tais como o N100 podem fornecer dados na representação neural de sons de discurso quando não há nenhuma variável cognitiva ou comportável de todo. Conseqüentemente, os aspectos dos projetos espaciais são pobres. Freqüentemente, os grupos controle são ausentes ou inadequados. Mais, na pesquisa educacional, é bem conhecido que as correlações não estabelecem causas, e que toda a intervenção da sala de aula é vulnerável aos efeitos assim chamados do haw-thorne. Estes levantam-se, não das mudanças específicas devido às intervenções alvejadas, mas dos efeitos generalizados inspiradores e do amor-próprio da participação em algo extremamente incomun. Estes efeitos inspiradores podem ambos serem aplicados aos professores que executam um método novo particular assim como a seus estudantes, e podem bem encontrar-se no coração de alguns dos ganhos isso pareça levantar-se quando alguns dos pacotes comerciais atualmente populares são introduzidos primeiramente em salas de aula [veja Benedetti e outros (2005) para um exame dos mecanismos neurobiological de efeitos do placebo].
Neurociência e educação: o futuro
O começo deste capítulo forçou que uma aproximação da neurociência era particular prometedora no que diz respeito à instrução em três áreas: (1) compreendendo a base neural das representações mentais que sustentam a aprendizagem na escola e além; (2) descobrindo marcadores neurais para o risco educacional e; (3) debates de avaliação na instrução que não foram resolvidos com base em dados comprováveis.
As representações mentais são importantes para aprender e podem ser estudadas diretamente usando a métodos da neurociência. As investigações em neurociências podem jogar a luz em fatores do desenvolvimento. Por exemplo, um estudo do electroencefalograma (EEG) do sincronismo neural da ativação da representação análoga é de valor importante para o número de crianças de 5 anos de idade e os adultos mostraram que, surpreendemente, a informação do valor associada com os números estiveram ativadas igualmente rápidas em ambos os grupos. Mostraram toda uma mudança na amplitude de potenciais elétricos dos evento-relacionados ao cérebro ao valor relacionado a tomada de decisões, dentro 200 milissegundos.
Conclusão
A chave potencial da neurociência para a aprendizagem é que as tecnologias imagiológicas do cérebro podem ser usadas para medir representações mentais típicas no cérebro humano (Szűcs e Goswami 2007).
Os estudos longitudinais precoce sobre o processo de desenvolvimento são essenciais, e permitirão a documentação de caminhos do desenvolvimento típico para aprender em um detalhe que seria impossível conseguir antes da neurociência. O desenvolvimento normativo e compreensivo de traços é uma empresa cuja recompensa tem benefícios positivos para as vidas dos milhões das crianças. Não obstante, a pesquisa até agora da neurociência tem pouco a traduzir na prática da sala de aula. Os aspectos mais emocionantes da neurociência educacional futura são prováveis oferecer uma compreensão mais profunda da plasticidade e aprendizagem através do estudo do desenvolvimento de representações mentais, da identificação dos marcadores neurais e do risco que permitirão intervenções muito adiantadas para mudar trajetórias do desenvolvimento das crianças, e das maneiras em que as novas tecnologias neurocientificas podem fazer gerando contribuições originais que responderão às perguntas educacionais.
Primary references
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Neuroscience in education
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