Más allá de la representación semántica involucrada en el conocimiento memorístico, los hallazgos de una investigación dirigida por Palma J. Longo, profesora adjunta de Biología en la Universidad de Massachusetts Dartmouth (Estados Unidos), proponen una nueva teoría del aprendizaje metacognitivo: la teoría de la activación de la codificación en el giro cingulado anterior o ENACT-AC. En la primera parte de este artículo explicábamos cómo el uso de las redes de pensamiento visual (VTN) mejora el aprendizaje, especialmente si se usa color. Esta segunda entrega se centra en el papel de la corteza cingulada anterior en los procesos cognitivos de procesamiento de información, planificación de las respuestas y toma de decisiones. 

Madrid, 14 de mayo de 2019. Tal y como recuerda Longo, cuanto más profundamente elaboremos el significado mediante asociaciones, imágenes e historias, más probable será que recordemos esa información. Se parte de la hipótesis de que el significado se construye mediante nodos que se ensamblan de acuerdo con las demandas contextuales y el color crea marcadores adicionales para esos nodos, haciéndolos más fácilmente recuperables de la memoria de trabajo. Y es que, el constructo y las asociaciones de la memoria de trabajo, cruciales en los procesos decisorios, se asientan en el lóbulo frontal, y permanecen interconectados con las cortezas temporales, que albergan los significados verbales y de palabras.

El modelo ENACT-AC indica que los conocimientos compartimentados de color, forma, ubicación y movimiento que fluyen desde el lóbulo occipital de la corteza visual se almacenan en el lóbulo frontal. Así, el cingulado anterior se plantea en la literatura científica como un sistema de atención ejecutiva que ayuda a garantizar que el procesamiento en otras áreas del cerebro sea más eficiente. Dirigir la atención al color activa la corteza visual primaria y, de alguna forma, la codificación del conocimiento torna el conocimiento más estable. El color, como el conocimiento en el cerebro, es un componente asociativo, intermodal e integral dentro de las redes de memoria neuronal distribuidas en la corteza. 

Estas asociaciones de colores están definidas por las relaciones neuronales activadas en las redes corticales durante tres etapas: la etapa perceptiva, la etapa de atención (codificación) y la etapa de recuperación de la memoria de trabajo. Teóricamente, para resolver un problema con éxito, los estudiantes objeto del estudio de Longo debían conceptualizar las palabras para representar ese problema en la memoria de trabajo. Esta codificación tiene por objeto que el conocimiento conceptual se pueda utilizar en una serie de pasos. Por lo tanto, las decisiones deben tomarse con respecto a qué hacer a continuación y resulta que este proceso fue más elaborado para los participantes que usaron las estrategias de VTN de color.

Arquitectura cognitiva

El esqueleto del modelo ENACT-AC que refiere la autora reposa sobre cinco hallazgos de las ciencias neurocognitivas. El primero es que el conocimiento se distribuye  anatómicamente en regiones diferenciadas del cerebro. Por ejemplo, cuando vemos caer una manzana de un árbol, la información de que un objeto está cayendo se desplaza a través del nervio óptico al núcleo geniculado lateral del tálamo, que es el centro primario de procesamiento de la información recibida a través de la retina. Desde ahí, los elementos atienden a dos vías: la del qué, que categoriza los atributos de color y forma del mundo real, y la del dónde, que se refiere a las relaciones espaciales. 

De acuerdo con Longo, “los estados segregados de estos atributos se mantienen en la corteza frontal del cerebro. Los sustantivos como manzana, gravedad y movimiento y los verbos como caer y tirar que usamos para describir estos objetos y eventos en nuestro mundo externo también están ubicados en diferentes regiones del cerebro”.  El nuevo papel de la corteza cerebral como categorizador del conocimiento da lugar a la noción de "ver y comprender". Esto sustenta la teoría de que la configuración o codificación de un concepto no procede únicamente de una palabra o de una definición, sino que dispara un grupo de redes conceptuales que se activan simultáneamente.

Durante mucho tiempo se dio por hecho que los sistemas nerviosos construyen una imagen del mundo externo al analizar sus componentes y luego ensamblarlos mediante adición. Sin embargo, y he aquí, el segundo hallazgo, el procesamiento jerárquico está siendo reemplazado por una perspectiva por la cual la corteza cerebral se ve como una red donde el procesamiento múltiple de información visual se distribuye en varias áreas corticales, incluidos los lóbulos prefrontales a través de enlaces neuronales de retroalimentación. Estas conexiones promueven una interacción dinámica y hacen que la percepción y la cognición se juzguen hoy como procesos continuos y coextensivos.

Esto nos lleva al tercer gran aporte del modelo ENACT-AC: “las primeras categorizaciones visuales tienen un papel funcional en el procesamiento cognitivo”, indica la profesora estadounidense. Aunque los mecanismos exactos aún no se han establecido, al parecer, las construcciones visuales tempranas de color, forma, relaciones espaciales y movimiento establecidas por alguien que percibe un objeto o evento están implicadas en los sistemas de atención y memoria del cerebro y por eso es crucial que las herramientas de aprendizaje metacognitivo faciliten la capacidad de la memoria de trabajo. De hecho, se sabe que el color y la forma se pueden representar por separado y acceder de forma independiente en la memoria a largo plazo.

Representaciones semánticas e icónicas

Como ya se ha establecido, “las imágenes visuales no son únicamente representaciones semánticas o de lenguaje (proposicionales)”, sino que difieren de los pensamientos verbales sin perjuicio de estar interrelacionados a través de enlaces neuronales. “El conocimiento distribuido da lugar a una nueva comprensión de cómo nuestras experiencias están representadas de manera semántica e icónica en el cerebro”, resume Longo para completar los puntos cuatro y cinco de su particular mapa conceptual. Pensar visualmente se basa en representaciones organizadas topográficamente en regiones de la corteza visual primaria de ambos hemisferios. Lo que sucede es que la recuperación del conocimiento se basa en la reconstrucción activa del conocimiento distribuido. 

“Cuando un individuo trata de recordar una experiencia, todas esas múltiples construcciones de color, forma, movimiento e incluso el córtex donde se ubican los sustantivos y verbos usados para describir los eventos y los objetos originales se reactivan de acuerdo con lo establecido durante su percepción”. Todos estos conjuntos neuronales, los patrones originales de actividad y la experiencia se recuerdan simultáneamente como un evento unitario completo. Esta noción de reconstrucción de la memoria sustenta la base constructivista de la teoría ENACT-AC que defiende Longo. Así, las estrategias VTN alientan al alumno a integrar múltiples formas de pensamiento utilizando los mismos atributos categorizacionales que nuestro cerebro percibe del mundo físico.

Para lograr cambios sustanciales en la educación, se debe cerrar la brecha entre las ciencias neurocognitivas y la práctica en el aula". Longo tiende dos puentes: la creación de redes de pensamiento visual y, pegada esta, la teoría ENACT-AC.  Las VTN conforman visualizaciones simbólicas de color y significativas para los conceptos, procesos y experiencias científicas en un todo coherente. Educativamente, el papel de los sentidos se convierte en un foco con respecto a la formación de conceptos. “Lo crítico para las experiencias en el aula es tener un número diverso de tareas de aprendizaje multimodales para la adquisición, representación y evaluación del conocimiento”, apostilla la autora.

Referencia
Longo P, Anderson R, Wicht P. Visual Thinking Networwing Promotes Problem Solving Achievement for 9th Grade Earth Science Estudents. Electronic Journal of Science Education (September 2002) Vol. 7 No. 1:1-51