Medir las ondas cerebrales para comprender qué favorece el aprendizaje de los niños.
Los métodos avanzados de EEG muestran cómo las diferentes habilidades de atención dan forma al aprendizaje de los niños con la edad.
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Los investigadores utilizan electrodos para medir la actividad cerebral mientras los niños realizan tareas. Comprender esta actividad cerebral puede proporcionar pistas sobre cómo los maestros podrían optimizar el entorno de aprendizaje para niños de diferentes edades y habilidades. En la entrega final de un serie de tres partesneurocientífico cognitivo Pablo Matusz Explica cómo su grupo de investigación utiliza análisis avanzados de EEG para estudiar cómo los niños desarrollan habilidades de atención en contextos multisensoriales.
Métodos avanzados de EEG en acción
En un estudio reciente, pudimos demostrar que la atención de niños y adultos difería cuando jugaban un juego de computadora simple. Pero los métodos tradicionales de análisis cerebral no pudieron responder a la pregunta de cómo. ¿Qué bases neurológicas de las habilidades atencionales eran comunes a adultos y niños?
Pedimos a adultos y niños de 5, 7 y 9 años que jugaran a un videojuego que consistía en buscar diamantes. Mientras realizaban esa búsqueda, los participantes se distraían con sonidos y distractores visuales de colores. Registramos datos de EEG mientras jugaban y luego analizamos los datos de EEG utilizando métodos tradicionales de registro de la respuesta de EEG, que se conoce como N2pc (descrita en primera parteSin embargo, este método reveló diferencias en el desempeño de niños y adultos, pero no nos dijo nada sobre qué podría estar causando esas diferencias.
“Las técnicas de neuroimagen eléctrica pueden detectar patrones de ‘picos y valles’ en el campo eléctrico.”
Luego pasamos al enfoque avanzado de "neuroimagen eléctrica" (descrito en la segunda parteLa neuroimagen eléctrica puede detectar patrones de "picos y valles" en el campo eléctrico. De esta forma, puede identificar qué patrones de EEG registrados en el cerebro a cada milisegundo son similares entre sí. Estos patrones reflejan la actividad de distintas redes neuronales.
Mediante este nuevo método, pudimos identificar el mecanismo cerebral subyacente a las habilidades que controlan la atención a la información visual en función de un objetivo específico. Además, a diferencia del método tradicional de análisis N2pc, que no podía distinguir entre la actividad cerebral cuando los participantes se enfrentaban a elementos puramente visuales y la actividad desencadenada cuando estos elementos aparecían acompañados de sonido, nuestro nuevo método sí pudo realizar dicha distinción. ¡Por primera vez, logramos identificar el mecanismo cerebral de adultos que prestaban atención a objetos multisensoriales!
“Fue a partir de los 9 años cuando comenzaron a desarrollarse por completo diferentes patrones de EEG: uno relacionado con el color y otro con la naturaleza audiovisual de los objetos a los que se prestaba atención.”
También queríamos saber si el mismo mecanismo cerebral estaba presente en los niños. Curiosamente, los patrones de EEG que observamos en adultos al prestar atención a objetos visuales con y sin sonido, también se encontraron en todos los niños que analizamos. Sin embargo, fue a partir de los 9 años cuando comenzaron a desarrollarse por completo diferentes patrones de EEG: uno relacionado con el color y otro con la naturaleza audiovisual de los objetos atendidos. La neuroimagen eléctrica, hasta ahora utilizada principalmente en investigaciones con adultos, reveló similitudes en los mecanismos cerebrales a lo largo del desarrollo que simplemente no se habrían detectado si solo se hubieran utilizado análisis tradicionales.
¿Por qué es esto relevante para el aprendizaje de los niños?
En nuestro estudio, también recopilamos datos sobre el rendimiento escolar de los niños. Nos entusiasmó especialmente descubrir que los patrones de EEG de los niños estaban relacionados con sus habilidades educativas básicas, aunque su desempeño en el videojuego no lo estuviera. Ciertos patrones de actividad de EEG en el espacio y el tiempo, que reflejaban la atención a objetos visuales y multisensoriales, estaban vinculados a las puntuaciones de los niños en pruebas estandarizadas de sus habilidades básicas en lectura y matemáticas. En niños de 5 años, por ejemplo, la duración de un patrón específico de EEG (que refleja la habilidad para prestar atención a objetos visuales) estaba relacionada con la solidez de sus habilidades numéricas. Sorprendentemente, esto sugiere que las habilidades atencionales, y ciertos patrones de EEG, podrían predecir el éxito en el aprendizaje de los niños. Actualmente estamos analizando estos resultados con mayor detalle, pero sugieren que diferentes mecanismos cerebrales de atención podrían subyacer a los logros educativos a medida que los niños crecen.
“Una mejor comprensión de la atención y sus mecanismos cerebrales puede ayudarnos a diseñar mejores aulas.”
Los métodos de neuroimagen eléctrica han proporcionado información nueva, importante y fascinante sobre cómo difieren y se parecen adultos y niños en lo que respecta a la atención. Los mecanismos cerebrales que sustentan la atención en entornos naturales y multisensoriales ya están presentes alrededor de la edad de ingreso escolar (alrededor de los 5 años en Suiza). Sin embargo, continúan madurando durante al menos 4 años, alcanzando finalmente un estado en el que los objetos visuales y audiovisuales se procesan como en los cerebros adultos. También parece que ambos general y específico de la edad Los mecanismos cerebrales están implicados en la atención. Actualmente estamos investigando esta idea con mayor detalle.
Estos resultados abren una interesante vía de investigación sobre las trayectorias de desarrollo de las habilidades atencionales en contextos naturales. Una mayor comprensión de cómo los niños prestan atención en entornos similares al aula nos permitirá entender mejor qué factores contribuyen al éxito del aprendizaje escolar. En definitiva, una mejor comprensión de la atención y sus mecanismos cerebrales puede ayudarnos a diseñar mejores aulas y brindar apoyo para mejorar el aprendizaje de todos los niños.
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Notas a pie de página
Glosario
Componente del EEG: Un patrón de actividad eléctrica con carga positiva y negativa en el cuero cabelludo que se asocia con un proceso mental específico, como la atención.
Neuroimagen eléctrica: Un método avanzado para analizar simultáneamente patrones en el tiempo y el espacio en el EEG.
Electroencefalografía (EEG): Método no invasivo para medir las ondas cerebrales, en el que unos electrodos colocados en el cuero cabelludo, sujetos por un gorro, captan la actividad de grupos de neuronas cerca de la superficie del cerebro.
Información multisensorial: Información que el cerebro crea integrando la información de múltiples sentidos a la vez. Por ejemplo, cuando las personas conversan, integran la información visual y auditiva.
N2pc: El componente EEG que se produce cuando la atención se centra en un objeto.