Kitabı oku: «Funciones ejecutivas y Educación»

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FUNCIONES EJECUTIVAS Y EDUCACIÓN Comprendiendo habilidades clave para el aprendizaje Cristian A. Rojas-Barahona (editor)

© Inscripción Nº 283.506

Derechos reservados

Octubre 2017

ISBN edición impresa Nº 978-956-14-2151-6

ISBN edición digital Nº 978-956-14-2534-7

Edición: Javiera Bustamante Carrasco

Dibujo de figuras: Macarena Dib Marambio

Corrección de estilo: Tiarella Moreira Muñoz

Diseño: Francisca Galilea

CIP-Pontificia Universidad Católica de Chile

Funciones ejecutivas y educación: comprendiendo

habilidades clave para el aprendizaje / Cristian A.

Rojas-Barahona, editor.

Incluye bibliografías.

1. Desarrollo cognitivo.

2. Procesos cognitivos.

3. Estrategias de aprendizaje.

I. Rojas-Barahona, Cristian A., editor.

2017 153.4 + DDC23 RDA

La elaboración del presente libro fue apoyada por el

Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico

(proyecto Nº 1151262), del Gobierno de Chile.

Diagramación digital: ebooks Patagonia

info@ebookspatagonia.com

www.ebookspatagonia.com

Presentación

La Colección Educación UC es una contribución de la Facultad de Educación de la Pontificia Universidad Católica de Chile y Ediciones UC a la labor cotidiana de los profesores en ejercicio, que nace del convencimiento sobre la necesidad de contar con textos que orienten el trabajo práctico de los educadores en terreno. Cada uno de estos títulos es fruto de investigación interdisciplinaria actualizada y de la puesta en práctica de las propuestas concretas que ellos ofrecen.

Las funciones ejecutivas (FE) son las responsables de una serie de habilidades que permiten a los seres humanos acciones cognitivas y emocionales tales como atender, anticiparse, planear, autorregularse y autocontrolarse, todas ellas consideradas hoy fundamentales para desarrollar el aprendizaje. Para ello no basta con poseer las características biológicas y neurológicas necesarias, sino que también se vuelve muy relevante el rol que cumplen factores contextuales como las relaciones familiares, el apego con figuras trascendentes y otros aspectos que se podrán revisar en este texto.

Con este libro, los autores quieren aportar al objetivo central de comprender las funciones ejecutivas como habilidades clave para lograr el aprendizaje de niños y jóvenes. En este sentido, el texto construye un camino para esa comprensión recogiendo aportes y el diálogo entre Educación, Psicología y Neurología; esto también implica una mirada al desarrollo humano típico y atípico. El texto analiza las FE tanto desde aspectos cognitivos como emocionales y sus implicancias individuales y sociales, mostrando evidencia contundente sobre el rol fundamental que cumplen tales funciones y su estimulación dentro y fuera del aula, sin olvidar la importancia de su evaluación para la mejora de los aprendizajes.

A través de esta colección, la UC realiza un nuevo aporte a la comunidad escolar, como parte de su compromiso público con la educación del país, que esperamos los docentes puedan aprovechar para potenciar estas temáticas y sus prácticas pedagógicas en las salas de clases.

Lorena Medina Morales, decana Facultad de Educación UC.

Autores

Editor

CRISTIAN A. ROJAS-BARAHONA

Psicólogo, doctor en Psicología, Universidad de Granada, España. Posdoctorado en el Developmental Brain Behaviour Laboratory, Academic Unit of Psychology, University of Southampton, UK.

Profesor asociado, Departamento de Aprendizaje y Desarrollo, Facultad de Educación de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

Colaboradores

FRANCISCO ABOITIZ DOÍNGUEZ

Licenciado en Biología, PhD en Neurociencia, University of California, USA. Posdoctorado en el Brain Research Institute, University of California, USA.

Profesor titular, Departamento de Psiquiatría, Facultad de Medicina de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

XIMENA CARRASCO CHAPARRO

Médico especialista en Neurología Pediátrica y magíster en Neurobiología y Ciencias de la Conducta, Facultad de Medicina, Universidad de Chile.

Profesor asistente Facultad de Medicina, Universidad de Chile (Departamento de Pediatría y Cirugía Infantil Oriente y Servicio de Neurología y Psiquiatría, Hospital Luis Calvo Mackenna).

CARLA E. FÖRSTER MARÍN

Bióloga marina, magíster en Evaluación Educacional. Doctora en Ciencias de la Educación, Pontificia Universidad Católica de Chile.

Profesora asociada de la Facultad de Educación de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

MARÍA FERNANDA MONTOYA MISTRETTA

Educadora diferencial, magíster en Psicología Educacional, Pontificia Universidad Católica de Chile. Doctora (c) en Educación, Pontificia Universidad Católica de Chile.

Profesora asistente adjunta de la Facultad de Educación de la UC.

FELIPE A. OYARZÚN GAVILÁN

Licenciado y profesor de Biología, magíster en Neurociencia, Pontificia Universidad Católica de Chile. Doctor (c) en Neurociencia UC.

MARÍA INÉS SUSPERREGUY JORQUERA

Psicóloga, PhD en Educación y Psicología, University of Michigan, Ann Arbor, USA.

Profesora asistente de la Facultad de Educación de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

BERNARDITA VIAL LAVÍN

Psicóloga, magíster en Psicología Educacional, Pontificia Universidad Católica de Chile.

Índice

PRESENTACIÓN

Lorena Medina Morales, decana Facultad de Educación UC

AUTORES

PRÓLOGO

Capítulo 1 FUNCIONES EJECUTIVAS Y SU VÍNCULO CON EDUCACIÓN

Cristian A. Rojas-Barahona, Carla E. Förster Marín, María Inés Susperreguy Jorquera y Ximena Carrasco Chaparro

Capítulo 2 FUNCIONES EJECUTIVAS DESDE LA NEUROCIENCIA COGNITIVA

Ximena Carrasco Chaparro, Francisco Aboitiz Domínguez y Cristian A. Rojas-Barahona

Capítulo 3 BASES NEUROBIOLÓGICAS DEL DESARROLLO DE LAS FUNCIONES EJECUTIVAS

Ximena Carrasco Chaparro y Cristian A. Rojas-Barahona

Capítulo 4 TRANSFERENCIA DE LAS FUNCIONES EJECUTIVAS A LAS HABILIDADES ACADÉMICAS

María Inés Susperreguy Jorquera, María Fernanda Montoya Mistretta, Cristian A. Rojas-Barahona y Bernardita Vial Lavín

Capítulo 5 INTERVENCIONES PARA PROMOVER LAS FUNCIONES EJECUTIVAS

María Fernanda Montoya Mistretta, María Inés Susperreguy Jorquera y Cristian A. Rojas-Barahona

Capítulo 6 EVALUACIÓN DE FUNCIONES EJECUTIVAS: DESDE LA INVESTIGACIÓN HASTA EL TRABAJO EN EL AULA

Felipe Oyarzún Gavilán

Prólogo

Cada vez es más claro que las oportunidades a las que se ven expuestos los niños y niñas en la infancia temprana y en el período escolar establecen las bases fundamentales para el éxito académico, la salud y el bienestar general. En concordancia con esto, diversas disciplinas, como la Educación, la Psicología y la Neurología, han invertido parte importante de su atención en la identificación, descripción y comprensión de los procesos mentales involucrados en el acto complejo de aprender, entendiendo que el aprendizaje (conocimiento) nos conducirá a un desarrollo cada vez más avanzado y nos facilitará la adaptación a las múltiples exigencias del medio.

El presente libro tiene por objetivo generar un espacio, una oportunidad, para profundizar en uno de los constructos mentales de bases neurológicas que cumple un rol clave en el aprendizaje, entre otras metas, las llamadas “funciones ejecutivas”. Sus componentes se desarrollan durante la infancia temprana y el período escolar, formando una base fundamental para el desarrollo de los procesos cognitivos superiores en la edad adulta. Desde esa lógica, el desarrollo de las funciones ejecutivas ha sido foco de investigación en los últimos años, entre otras razones porque: 1) hay una creciente evidencia de que las funciones ejecutivas son claves para el éxito escolar, 2) se ha observado que las funciones ejecutivas son deficientes en una variedad importante de trastornos del desarrollo, 3) las evaluaciones en edad temprana han evidenciado, en niños socioeconómicamente desfavorecidos, un bajo desarrollo de las funciones ejecutivas, 4) cada vez hay más evidencia de que las funciones ejecutivas se pueden estimular tempranamente en el desarrollo, y 5) las funciones ejecutivas están siendo abordadas desde distintas disciplinas, permitiendo un avance inter e intradisciplinario, lo que facilita un diálogo entre ellas en la medida que no solo comparten un constructo teóricopráctico, sino también un vocabulario común. Este último punto se evidencia en la formación de los autores del libro: profesores, psicólogos, biólogos, médicos y educadores diferenciales.

El libro comienza con un capítulo en el que se aclara el concepto de “funciones ejecutivas” y sus distintos subcomponentes. Luego se entregan antecedentes de su vínculo con Educación y la importancia de su estimulación temprana. Muchos de estos temas serán tratados a lo largo de los otros capítulos, por tanto aquí juega un rol introductorio. A continuación, los capítulos 2 y 3 entregan antecedentes desde la neurología. En particular el capítulo 2 profundiza en las bases neurológicas de las funciones ejecutivas, tanto de habilidades cognitivas como emocionales. En el capítulo 3 se realiza un detallado y actualizado resumen del desarrollo neurológico típico y atípico de las funciones ejecutivas, con énfasis en los tres principales trastornos del desarrollo observados en la sala de clases.

Posteriormente, en el capítulo 4 se presenta una síntesis de la evidencia empírica que existe sobre la relación y predicción entre las funciones ejecutivas y el rendimiento académico, concretándose no solamente en las asignaturas ampliamente estudiadas, como Matemáticas, Lenguaje y Ciencias, sino también del área artística. En el capítulo 5 se describen distintos tipos y niveles de intervenciones para promover las funciones ejecutivas, como por ejemplo, las basadas en el currículum escolar o extracurriculares, en programas computacionales, en juegos y en otros tipos de actividades, como el yoga.

El libro termina con el capítulo 6 reconociendo la relevancia de la evaluación de cualquier intervención. Se presentan distintas formas de evaluar las intervenciones asociadas a la estimulación de las funciones ejecutivas, tanto desde la investigación como desde la sala de clases. Se ejemplifican distintos instrumentos según el objetivo.

Luego de esta síntesis de los principales focos tratados en este libro, no me queda más que invitarlos a utilizar sus funciones ejecutivas en la lectura de los próximos capítulos y, obviamente, en su vida diaria.

Cristian A. Rojas-Barahona, editor.

Partiremos relatando una mañana cualquiera de una profesora, Ana María, que podría ser también la mañana de cualquier persona. Por lo general, cuando ella se despierta, observa durante unos segundos la hora en su despertador y luego se detiene a reflexionar sobre lo que debe hacer durante el día. En ese momento ordena las actividades o compromisos por algún criterio, luego, prende el televisor y se levanta en dirección a la ducha. En el camino escucha el pronóstico del tiempo y se detiene porque avisan que habrá fuertes lluvias, lo que implicará buscar el paraguas porque no recuerda dónde lo dejó. Al mirar la hora en su reloj ve que es un poco tarde, entonces sigue rumbo al baño. Ya camino a la escuela, lee en su celular los whatsapp y correos electrónicos pendientes, en ese momento escucha su nombre y bloquea de manera automática el celular, se da vuelta y ve a uno de sus mejores amigos de la universidad. Se emociona porque no lo ha visto hace mucho tiempo y se controla para que no le caigan unas lágrimas. Se detiene a conversar sobre parte de su vida en esos años y luego de varios minutos se despide porque debe llegar a su trabajo. Sin duda fue un momento muy agradable. Cuando Ana María vuelve a caminar (de manera más rápida), reordena mental-mente las cosas que debe hacer. Como su conversación no estaba planificada y duró 20 minutos, decide dejar para mañana la visita que haría a la orientadora del ciclo para preguntarle sobre la situación de un estudiante, lo que en un comienzo iba a hacer al llegar a la escuela. Cuando ya está ahí, justo a la hora de su clase, deja sus cosas en la sala de profesores y camina a la sala del 7º A. Se concentra e inicia su clase pasando la lista y luego sigue con una actividad de debate, planificada previamente. En el debate escucha un concepto nuevo, le parece interesante y decide que lo retomará en la próxima clase. Cuando termina se da cuenta de un problema, no trajo las pruebas que estuvo corrigiendo la noche anterior. Mientras camina a la clase que tiene con el 8º B, reflexiona, evalúa posibilidades de solución y problemas asociados, y decide volver a casa por las pruebas a la hora de almuerzo. Nuevamente debe cambiar sus planes. Sin duda será un día agotador para Ana María.

Al detenernos a analizar la situación cotidiana de esta profesora existe una actividad importante de habilidades mentales desde el momento en que despertó. La mayoría de estas habilidades son las llamadas “funciones ejecutivas” (FE). Ana María debió poner atención a diversos estímulos, utilizó estrategias de procesamiento, de control emocional, planificó acciones, las actualizó cuando fue necesario, debió flexibilizar procesos y contenidos, inhibir conductas e información irrelevante, todo lo necesario para tener éxito en las metas del día. En una sociedad en permanente cambio, con altas demandas, las FE serían las responsables de adaptarnos, de buscar opciones frente a problemas emergentes, de utilizar criterios adecuados según el contexto, de organizar nuestros pensamientos con claridad de metas (p. ej., ver Jurado & Rosselli, 2007). En otras palabras, las FE nos permitirían responder de manera exitosa a las demandas de la sociedad actual, especialmente en ambientes donde pasamos un tiempo importante de nuestras vidas: la escuela y el trabajo.

En los últimos 150 años se han hecho avances significativos en la comprensión de cómo el cerebro controla y gestiona otros sistemas, habilidades y procesos (Goldstein, Naglieri, Princiotta & Otero, 2014). Como consecuencia, hoy se puede hablar con mayor claridad de un sistema ejecutivo, el cual se encontraría localizado en el lóbulo frontal, específicamente en el área prefrontal (en los próximos capítulos se profundizará este tema). El término “ejecutivo” fue utilizado en 1980 por Luria al describir las funciones del lóbulo frontal (Goldstein & Naglieri, 2014). El mismo Luria (1966) ayudó a comprender el desarrollo de las FE proponiendo etapas de mayor maduración cortical que recibirían importantes influencias culturales, basándose principalmente en los postulados de Lev Vygotski. Así, las FE se conforman como estructuras responsables de habilidades mentales de nivel superior.

En la actualidad existen múltiples definiciones de las FE (para una revisión, ver Goldstein & Naglieri, 2014) en las que se identifican algunos aspectos en común, por ejemplo, que son un conjunto de habilidades que permiten a la persona auto-rregularse, planificar, monitorear y evaluar su actuación en la resolución de un problema (Zelazo & Frye, 1998; Zelazo, Müller, Frye & Marcovitch, 2003), y que permiten la adaptabilidad, anular pensamientos y respuestas automáticas, y generar conductas dirigidas a metas (Mesulam, 2002). De lo anterior se puede desprender la siguiente definición: las FE son un constructo multidimensional de habilidades mentales de nivel superior que actúan orientadas al logro de una meta, como lo sería “aprender”. De este constructo se tienen algunos antecedentes (Miyake & Friedman, 2012): a) desde lo empírico se ha observado una relación entre sus componentes, permitiendo mantener la idea de que las FE son conformadas por una diversidad de subcomponentes, los cuales muestran una relación entre ellos; b) tanto la genética como el ambiente contribuyen de manera sustancial al desarrollo de las FE; c) el desarrollo de las FE tiene un claro impacto en los fenómenos sociales y clínicos, y d) se observa estabilidad en el desarrollo de las FE. Como proponen Flores-Lázaro, Castillo-Preciado y Jiménez-Miramonte (2004), cada uno de los subcomponentes que forman parte de las FE se desarrolla a su propio ritmo, pero al mismo tiempo existe una integración funcional entre ellos, que en el transcurso de los años (especialmente los preescolares y escolares) permite que sea un sistema cada vez más complejo y eficiente.

Aunque no existe consenso acerca de cuáles son los subcomponentes que forman parte de las FE, en general se incluyen habilidades como memoria de trabajo, cambio atencional, control inhibitorio, planificación, flexibilidad cognitiva y actualización (p. ej., ver Barkley, 1997; Denckla, 1996; Miyake, Friedman, Emerson, Witzki, Howerter & Wager, 2000; Zelazo & Müller, 2002). Antes de profundizar en las habilidades que componen las llamadas FE, es importante aclarar el tipo de conducta al que se hace referencia en este libro. Para eso es necesario distinguir tres tipos de conductas según su nivel de complejidad (ver Ghez & Krakauer, 2000). De menor a mayor están:

a) Las conductas instintivas. Son conductas reflejas que se gatillan a partir de un estímulo específico. Por ejemplo, se evidencian ante un estímulo doloroso, que genera la reacción conductual refleja de distanciarse del estímulo.

b) Las conductas automatizadas. Son conductas producto del aprendizaje y dominio específico. Por ejemplo, en la medida que se logra el dominio se logra automatizar las conductas, como lo sería andar en bicicleta o manejar un vehículo.

c) Las conductas inteligentes o complejas. Estas conductas apelan a nuestro ser consciente porque son las que nos permiten enfrentar situaciones novedosas; implican colocar voluntariamente todas las funciones cerebrales necesarias para la consecución de un objetivo; requieren planificación, monitoreo de los resultados en curso y flexibilidad, acordes a la complejidad de la situación por enfrentar. Sea cual fuere el objetivo, las funciones cognitivas que siempre se requieren para llevar a cabo acciones flexibles en pos de una meta internamente representada son las llamadas FE. Dos características importantes de estas funciones: requieren esfuerzo y son voluntarias. Es importante tener claro que las FE no son exclusivas de los seres humanos, pueden observarse también en otros animales, en especial en los mamíferos y, más claramente, en los depredadores.

En este marco, a continuación se explican los principales subcomponentes que conforman el constructo de las FE. Con la intención de generar una mejor comprensión de los subcomponentes, se presentan definiciones amplias que van más allá de un modelo teórico específico.

MEMORIA DE TRABAJO

Es considerada un sistema de capacidad limitada, que almacena temporalmente y manipula la información necesaria para realizar tareas o procesos mentales complejos de la cognición humana, como lo son el aprendizaje, la comprensión y el razonamiento (Baddeley, 1986). La evidencia demuestra que la capacidad limitada de carga es entrenable (puede ser mejorada, p. ej. ver Rojas-Barahona, Förster-Marín, Moreno-Ríos & McClelland, 2015) y, por otra parte, es posible mantener simultáneamente varios canales de memoria de trabajo activos (lo que coloquialmente se llama multitask), aunque a costa de menor eficiencia y mayor riesgo de errores. La memoria de trabajo permite mantener en mente la información que es relevante e ir actualizándola, evaluándola, manipulándola, en pos de la tarea en curso.

La estructura del modelo propuesto por Baddeley y Hitch (1974) plantea la existencia de un sistema denominado ejecutivo central, que sería un sistema atencional encargado de controlar y coordinar varios sistemas subordinados subsidiarios o sistemas esclavos, dentro de los cuales se encontrarían el loop fonológico o circuito fonológico o articulatorio y la agenda visuoespacial. El loop fonológico hace referencia a la codificación del lenguaje en la memoria de trabajo y estaría conformado por un almacén fonológico con capacidad para retener información basada en el lenguaje, y por un proceso de control articulatorio basado en el habla interna (Baddeley, 1990). La agenda visuoespacial sería el sistema encargado de almacenar temporalmente y manipular las imágenes visuoespaciales en la memo-ria de trabajo (Baddeley, 1986). Otro elemento del modelo (Baddeley, 2000) sería una interfase entre el ejecutivo central y la memoria a largo plazo (donde se almacenaría la información que se aprende), denominado buffer episódico. El buffer episódico podría mantener unida la información de la agenda visuoespacial, del loop fonológico y una representación unitaria de la memoria a largo plazo.

La evaluación de la memoria de trabajo permite identificar la capacidad que posee la persona en la representación y procesamiento de la información ante una tarea o actividad. A lo largo del desarrollo, el sujeto debería desplegar estrategias para realizar una codificación eficiente y una búsqueda de la información o modelos para responder adecuadamente ante los requerimientos del medio (Cherry, Elliot & Reese, 2007). Por lo tanto, la capacidad de memoria de trabajo debería aumentar con la edad (Barrouillet, Gavens, Vergauwe, Gaillard & Camos, 2009). Los estudios han observado que a mejor memoria de trabajo, mejor razonamiento (mejor búsqueda de alternativas) y, a la inversa, a baja capacidad de memoria de trabajo existe un razonamiento más limitado y, en consecuencia, un mayor margen de error (p. ej., ver Barrouillet & Lecas, 1999; Ibáñez & García-Madruga, 2005). También existe un número importante de estudios que han relacionado el déficit en la memoria de trabajo con dificultades en el rendimiento académico en diver-sas áreas, especialmente en Matemáticas (p. ej., ver Bull & Scerif, 2001; Geary, Oard, Byrd-Craven & DeSoto, 2004; Gersten, Jordan & Flojo, 2005) y Lenguaje (Archibald & Gathercole, 2006; Ellis-Weismer et al., 2000; Montgomery, 2000). Como se profundizará a lo largo de este libro, existe una clara incidencia de la memoria de trabajo en el rendimiento académico, en el desarrollo de habilidades y en el conocimiento en general (St. Clair-Thompson & Gathercole, 2006). Incluso se ha observado que la capacidad de memoria de trabajo puede ser un buen predictor del rendimiento académico (ver Bruning, Schraw, Norby & Ronning, 2004).

ATENCIÓN

Es una habilidad compleja que presenta una diversidad de formas, por tanto, primero se entregarán algunas características generales, para luego mostrar el modelo de redes atencionales de Michael Posner y colaboradores (Posner & Dehaene, 1994; Posner & Petersen, 1990; Posner & Rothbart, 1991), quienes sintetizan la diversidad de formas evidenciadas. A nivel general se pueden identificar cinco características de la atención: a) la atención es selectiva, por ejemplo, cuando se lee el párrafo anterior, probablemente no se puso atención a cuántas veces la letra “e” apareció, pero es posible hacerlo si se quiere. En consecuencia, la atención implica que debemos dar prioridad a un estímulo por sobre otro; b) la atención puede ser voluntaria o refleja, es decir, podemos de manera voluntaria poner atención a lo que habla el profesor, pero al mismo tiempo, si existe algún ruido fuerte desde la calle, este último captará de manera refleja nuestra atención; c) la atención es limitada, cuando se atiende a un conjunto de características (p. ej., si las palabras en el párrafo anterior tenían o no la letra “e”), se pierden otras (p. ej., el significado de las frases); d) las actividades pueden demandar distintos niveles atencionales y de control. Cuando es una actividad desconocida, implicará una alta demanda atencional y mayor control, y cuando la actividad ya es conocida y rutinaria, demandará una baja atención y un menor control. En esta última situación existe mayor probabilidad de aumento del error, y e) la atención implica un nivel de activación mínimo, lo que se evidencia de manera clara cuando debemos poner atención a lo que dice un orador y estamos cansados. Es altamente plausible que no podamos prestar atención a él y más bien el sueño se apodere de nosotros.

Como fue señalado, la atención es una función cognitiva compleja porque existen diferentes maneras de atender. Posner y colaboradores desarrollaron diferentes “redes atencionales”, identificando tres redes neurales, las cuales serían anató-mica y funcionalmente independientes. La primera se denomina red de alerta. Es la red cuya actividad está directamente relacionada con cuán despiertos y activados estamos, y estaría presente desde muy temprano en el desarrollo. Como la responsable de mantener un estado de vigilancia permanente, es la que permitiría detectar de manera rápida un estímulo. Se ha observado que a mayor velocidad de respuesta hay mayor posibilidad de error, lo que podría implicar que la red de alerta nos permite reaccionar de manera rápida, pero el procesamiento del estímulo no necesariamente es igual de rápido (Posner, 1978).

El segundo dispositivo atencional corresponde a la red de orientación. Esta red implica orientar la atención hacia un estímulo relevante. Puede ser una orientación voluntaria (nos permite sostener nuestra atención voluntariamente sobre un objetivo, por ejemplo, atender a lo que dicen en la televisión) o una orientación refleja (esta red nos hace reaccionar y orientarnos hacia un estímulo que surge en el ambiente, por ejemplo, el sonido de una puerta que se abre en la habitación) (Corbetta & Schulman, 2002). Al igual que la red de alerta, la red de orientación estaría presente tempranamente en el desarrollo. Como lo expresan González, Carranza, Fuentes, Galián y Estévez (2001), el funcionamiento de esta red se puede comprender mejor como un mecanismo que permite a la atención “desengancharse” de una ubicación específica, “moverse” hacia otra y “engancharse” nuevamente.

El tercer dispositivo que reconocen Posner y colaboradores es la llamada red atencional ejecutiva. Esta es la red que se manifestaría de manera más clara al año de vida, más tarde que las anteriores, y sería la responsable de la atención endógena o interna. Es la red que tendría como rol inhibir o no la atención hacia el estímulo específico, implicando una acción voluntaria y consciente de la dirección de la atención (González et al., 2001). Estaría relacionada con la capacidad de mantener la atención por períodos determinados. Posner y colaboradores (Posner & Riachle, 1994; Rothbart, Derryberry & Posner, 1994) propusieron que la red atencional ejecutiva sería la responsable de controlar la atención al lenguaje y regular la red atencional de orientación.

Cada red atencional sigue un desarrollo distinto (Rueda et al., 2004) y su funcionamiento se observa tempranamente en el desarrollo, con cambios hasta la adultez; ver Rueda, Conejero y Guerra (2016). Las autoras sintetizan los antecedentes que existen en relación con el rol de la genética y el ambiente en el desarrollo de las redes atencionales, concluyendo que, al menos las redes de alerta y atención ejecutiva, tendrían un componente hereditario y cultural relevante. También existe evidencia desde estudios longitudinales que sugieren que la red atencional ejecutiva sería un elemento clave en el rendimiento académico, y también en el desarrollo socioemocional (Bull, Espy & Wiebe, 2008; Rueda, Checa & Rothbart, 2010). Al igual que respecto de la memoria de trabajo, existe evidencia de que la atención, en especial la red atencional ejecutiva, se puede estimular, gene-rando no solo cambios en las redes cerebrales que existen de base, sino también mejoras significativas de la atención ejecutiva propiamente tal (Rojas-Barahona, Förster-Marín & Gaete, 2017; Rueda, Checa & Combita, 2012; Rueda, Rothbart, McCandliss, Saccomanno & Posner, 2005).

CONTROL INHIBITORIO

Es la habilidad de abstenerse o interrumpir una acción automática que no contribuiría a las intenciones o metas establecidas por la persona (p. ej., ver Barkley, 1997; Thierry, Glowinski, Goldman-Rakic & Christen, 1994). Friedman y Miyake (2004) han postulado la existencia de varios inhibidores similares, que implicarían distintos procesos, como por ejemplo, inhibición motora, inhibición motivacional e inhibición cognitiva (p. ej., ver Nigg, 2000, 2001). Por tanto, desde esta lógica, cuando nos referimos al control inhibitorio, estaríamos hablando no solo de la capacidad de inhibir acciones, sino también de la capacidad de inhibir pensamientos y emociones que no convienen o no aportan a la tarea que nos convoca (o la dificultan), por salientes que sean. Además, en muchos casos se trata de posponer gratificaciones inmediatas en pos de una meta de más largo plazo. Es sin duda una capacidad que está directamente asociada con lo que se llama autocontrol. Incluso, McClelland, Cameron, Wanless y Murray (2007), cuando se trata de la autorregulación conductual, plantean la integración de tres FE: la flexibilidad atencional, la memoria de trabajo y el control inhibitorio. Esta propuesta deja al descubierto la alta integración y relación que existe entre las distintas FE, como sucede en cualquier conducta compleja.

Como postulan Flores-Lázaro et al. (2004), el desarrollo del control inhibitorio permitiría a los niños en edad escolar realizar un mejor análisis de procesamiento, en la medida que puedan inhibir opciones no válidas para el objetivo propuesto, de tal forma que seleccionen la mejor respuesta posible o el mejor procedimiento para resolver un problema. Se sabe que el desarrollo del control inhibitorio se da a lo largo de la infancia y adolescencia. León-Carrión, García-Orza y PérezSantamaría (2004) estudiaron el desarrollo del control inhibitorio en niños y adolescentes de 6 a 17 años de edad y encontraron un claro incremento durante la infancia y la adolescencia. Al igual que en las FE anteriormente descritas, existe un creciente número de estudios que confirman un efecto positivo de los programas de estimulación temprana del control inhibitorio en el desarrollo cognitivo en general y, en algunos casos, su transferencia a habilidades académicas como lenguaje inicial y razonamiento matemático inicial (p. ej., ver Rojas-Barahona et al., 2017; Millner, Jaroszewski, Chamarthi & Pizzagalli, 2012).

PLANIFICACIÓN

La planificación es la habilidad de identificar y organizar mental y anticipadamente una serie de acciones con el objetivo de lograr una meta u objetivo a corto, mediano o largo plazo. Das y Heemsbergen (1983), entendiendo la planificación como una habilidad compleja e interrelacionada con otras habilidades, la definieron como una gran categoría que incluye, entre otros procesos, la toma de decisiones y la evaluación. En otras palabras, para una adecuada planificación es necesaria la correcta evaluación de fuentes y recursos basada en aprendizajes previos que nos confieren un poder de anticipación. Al mismo tiempo, la planificación necesita representar el orden temporal de la atención sostenida (Benson, 1997) y de diversos sistemas de memoria (Soprano, 2003). El proceso de planificación de conductas complejas requiere en un grado importante de flexibilidad cognitiva, de manera de desarrollar la estrategia más adecuada para llegar a la meta deseada. Como se puede observar, la planificación es una habilidad compleja, altamente relacionada con otras habilidades cognitivas, de vital importancia para el logro de los objetivos académicos y no académicos.

En relación con los estudios de desarrollo, al igual que otras FE, la planificación tiene un desarrollo incremental desde la edad preescolar hasta la adolescencia (p. ej., ver De Luca et al., 2003; Rosselli et al., 2004). En los esfuerzos de aclarar su desarrollo, Díaz et al. (2012) observaron en una muestra española de 1.032 alumnos/as escolarizados, que cursaban entre 1° y 6° Básico, desarrollos progresivos diferenciados. Aunque no existe consenso respecto de los momentos específicos del desarrollo, los datos observados por estos autores confirman el desarrollo temprano y constante de la planificación en los años escolares. En relación con la estimulación, existen experiencias exitosas en diversos países del mundo, como por ejemplo, estudios en Latinoamérica con niños entre 4 y 6 años, de contextos vulnerables, donde se han observado avances significativos en la habilidad de planificar (p. ej., ver Arán-Filippetti & Richaud de Minzi, 2011; Rojas-Barahona et al., 2017).

FLEXIBILIDAD COGNITIVA

La flexibilidad cognitiva, también llamada shifting, es entendida como la habilidad para cambiar una estrategia o respuesta por otra, lo que permitiría enfrentar de forma más eficiente y flexible el problema o situación específicos, implicando un permanente monitoreo o evaluación y ajuste de acuerdo con los resultados en curso y con las opciones disponibles (p. ej., ver Anderson, 2002; Monsell, 1996). En esencia, la flexibilidad cognitiva implica cambio, adaptación, aprendizaje, lo que nos permitiría iniciar y parar una actividad, acelerar y bajar la velocidad, y redirigir los planes cada vez que sea necesario (Moraine, 2012).

En concreto, la flexibilidad se daría en tres ámbitos (ver Moraine, 2012): a) en el pensar, que en la práctica implicaría que la persona contemple un tema desde más de una perspectiva, que evalúe sus consecuencias y que esté dispuesta a considerar más de una opción; b) en el sentir, que se manifestaría cuando la persona, ante una situación emocionalmente desafiante, logra cambiar una primera reacción negativa por otra más constructiva; c) en las acciones, las cuales se manifestarían previo análisis de la situación, decidiendo si se efectuará una acción u otra, de acuerdo al contexto específico. Las experiencias previas que tenga la persona, por ejemplo, que siempre se le haya exigido considerar opciones frente a un problema, influirá en una mayor flexibilidad al enfrentar una tarea nueva.

Las investigaciones sobre el desarrollo de la flexibilidad cognitiva han concluido que su aparición se da alrededor de los 3 años, manifestándose cuando el niño puede cambiar una regla específica, como lo sería en actividades de clasificación (Espy, 1997), en las que podría clasificar las pelotas por tamaño o color, por ejemplo. Esta habilidad tiene un desarrollo importante en los primeros años escolares, logrando un desarrollo importante en la adolescencia, similar al de un adulto (Anderson, 2001; Cinan, 2006). Al igual que en las otras FE mencionadas, existen estudios que demuestran un efecto positivo de los programas de estimulación (p. ej., ver Karbach & Kray, 2009).

OTRAS FUNCIONES EJECUTIVAS

En la actualidad, como se comentó al inicio del capítulo, no existe consenso acerca de todos los subcomponentes que conforman las FE. Los ya expuestos son, a la luz de las diversas definiciones e investigaciones realizadas, los más consensuados, sin embargo, es necesario explicitar que existen otros subcomponentes igual de importantes, que muchas veces están incluidos en las habilidades ya mencionadas o conforman un nuevo concepto que las incluye e incorpora nuevos elementos. Algunos de ellos serían (para una revisión, ver Jurado & Rosseli, 2007): a) actualización (o también llamada update), implicaría una supervisión constante de la información entrante y modificación en la memoria cuando sea necesario (p. ej., ver Morris & Jones, 1990); b) fluidez verbal, que tiene que ver con la producción de palabras pertenecientes a un grupo particular dentro de un tiempo específico, donde estarían presentes la fluidez fonémica (letra) y la fluidez semántica (categoría), y c) establecimiento de metas, que incluiría iniciativa, planificación, solución de problemas y conductas estratégicas (ver Anderson, Northam, Hendy & Wrenall, 2001). Como se puede observar en los conceptos identificados, los principales ejes del control ejecutivo comienzan a reiterarse. Por esta razón creemos que las FE desarrolladas a lo largo del capítulo son representativas de los procesos mentales involucrados.

FUNCIONES EJECUTIVAS Y EDUCACIÓN

Existen numerosos estudios con niños tanto en edad preescolar (Welsh, Nix, Blair, Birman & Nelson, 2010) como escolar (Fuchs et al., 2005; Passolunghi, Vercelloni & Schadee, 2006) que han evidenciado el rol protagónico de algunos componentes clave de las FE en el surgimiento de habilidades académicas. Más aun, hay evidencia de que estas habilidades están fuertemente relacionadas con el rendimiento futuro en distintas asignaturas, como Lenguaje y Matemáticas, por tanto, serían buenos predictores (Duncan et al., 2007). Por ejemplo, Gather-cole, Pickering, Knight y Stegmann (2004) observaron que estudiantes con altas habilidades en Matemáticas e inglés (lengua materna) presentaron mejores puntajes en pruebas de memoria de trabajo que aquellos con habilidad baja en estas materias. Del mismo modo, niños con bajo puntaje en pruebas de memoria de trabajo presentan mayor frecuencia de errores en actividades con alta demanda de memoria, como por ejemplo, recuerdo de instrucciones o tareas multinivel, como sería la escritura (Gathercole, Lamont & Alloway, 2006). Es decir, hay antecedentes de que en el logro académico, la memoria de trabajo es un elemento clave dentro de las FE. En esa misma línea, diversas teorías cognitivas han identificado los límites de la memoria de trabajo como un factor determinante en las diferencias observadas en el desarrollo cognitivo (p. ej., ver Barrouillet & Lecas, 1999; Handley, Capon, Beveridge, Dennis & Evans, 2004).

También hay antecedentes de que las FE, como constructo general, aportan en el logro académico. Por ejemplo, un estudio longitudinal realizado por Yen, Konold y McDermott (2004), con una muestra de estudiantes de entre 6 y 17 años, indagó en las relaciones entre las distintas conductas asociadas con el aprendizaje, como la persistencia en el aprendizaje, la atención, la flexibilidad y el rendimiento académico en alfabetización y razonamiento matemático. Los autores encontraron que las variables relacionadas con las FE, en general, presentaron una mayor contribución al logro de aprendizajes.

Al mismo tiempo, existe evidencia de que las FE contribuyen no solo al rendimiento académico, sino también a otros aspectos comprometidos en la Educación formal, como lo serían las emociones, la conducta y la motivación. Por ejemplo, en un estudio de Blair (2002), en el que se exploró la integración de la cognición y la emoción en la escuela, se concluyó que las habilidades relacionadas con las FE, tales como la atención, la inhibición y la memoria de trabajo, son la base para el comportamiento positivo en el aula. En la misma línea, Liew, McTigue, Barrois y Hughes (2008) obtuvieron resultados que avalan la idea de que el desarrollo de las FE en general fomentará la competencia académica, así como la confianza relacionada con la escuela en los primeros años escolares. El estudio de Alexander, Entwisle y Dauber (1993) encontró una correlación positiva entre la capacidad de ajuste, interés y la mantención de la atención en el aula con el logro subsiguiente en pruebas de lectura y Matemáticas. Por su parte, Fantuzzo et al. (2007) observaron que el desarrollo de las FE, en general durante los primeros años, no solo tiene beneficios positivos para el rendimiento académico, sino también para el desarrollo de la confianza en uno mismo.

IMPORTANCIA Y EFECTO DE LA ESTIMULACIÓN TEMPRANA

Tominey y McClelland (2013), basados en diversas investigaciones, sintetizan tres razones para trabajar las FE desde la etapa preescolar (haciendo referencia a las habilidades asociadas con la autorregulación): a) es el primer ambiente formal (de clases) donde por medio de reglas se les pide a los niños demostrar conductas autorreguladas (ver McClelland & Cameron, 2012); b) durante estos años suceden cambios importantes a nivel de madurez cerebral en la corteza prefrontal, los cuales pueden ser mejorados con la práctica, y c) existe evidencia de que el nivel de desarrollo de las FE predice un mejor resultado académico. Nosotros agregamos una cuarta razón: d) existe evidencia de que en la población con menos recursos socioeconómicos hay un menor desarrollo de las FE desde temprano, incluso antes de la entrada al sistema escolar formal (Neuenschwander, Röthlisberger, Michel & Roebers, 2009; Tine, 2013; Wanless, McClelland, Tominey & Acock, 2011).

Con los antecedentes entregados a lo largo del capítulo, existe evidencia clara y contundente de la importancia del desarrollo de las FE en la edad preescolar y escolar, por tanto ahora nos detendremos en identificar algunos estudios que reportan experiencias de su estimulación. En específico, hay evidencia en niños en edad escolar del efecto positivo de la enseñanza explícita de estrategias para desarrollar las FE. Por ejemplo, las estrategias utilizadas por St. Clair-Thompson, Stevens, Hund y Bolder (2010) para desarrollar exitosamente las FE, en especial la memoria de trabajo, fueron: la repetición, la imagen visual, la creación de historias y la agrupación. La primera es simplemente la acción de repetir verbalmente la información entregada. La segunda, imagen visual, involucra la creación de una representación mental de la información que debe ser recordada. La creación de historias implica la generación de una narrativa que une la información en forma de una historia. Por último, la agrupación se refiere al uso de categorías conceptuales de orden superior para grupos de ítemes.

En los últimos años ha existido un incremento en la evidencia de que las FE pueden ser estimuladas en niños con desarrollo típico (Duncan et al., 2007; St. Clair-Thompson & Holmes, 2008; St. Clair-Thompson et al., 2010; Rojas-Barahona et al., 2015) y atípico, como lo serían los niños con síntomas de trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH) (Klingberg, Forssberg & Westerberg, 2002; Klingberg et al., 2005; Rojas-Barahona et al., 2017; Sonuga-Barke, Thompson, Abikoff, Klein & Brotman, 2006), y que los efectos de la estimulación se transfieren al mejoramiento académico (Alloway, Bibile & Lau, 2013; Holmes & Gather-cole, 2013; Rojas-Barahona et al., 2015, 2017). Dentro de estas experiencias destaca Cogmed Working Memory Training (Klingberg et al., 2002, 2005), un programa que estimula la memoria de trabajo, dirigido a niños con inmadurez neurológica, como lo serían los diagnosticados con TDAH. Este programa de estimulación de la memoria de trabajo incluye 20-25 sesiones y se ajusta el nivel de dificultad de cada tarea de acuerdo con el rendimiento de cada persona. Su efecto positivo se ha informado tanto en niños con desarrollo típico (Thorell, Lindqvist, Bergman, Bohlin & Klingberg, 2009) como atípico (Beck, Hanson, Puffenberger, Benninger & Benninger, 2010; Klingberg et al., 2005). En general hay evidencia de que los programas de estimulación cognitiva traen beneficios a corto y largo plazo, aunque existen dudas razonables relacionadas con la metodología de los estudios, por lo que debemos ser cautos al mirar los datos. Por ejemplo, en una revisión realizada por Burger (2010) se muestran los efectos positivos de la mayoría de los programas sobre el desarrollo cognitivo, medidos en distintas investigaciones a través de pruebas de rendimiento académico, nivel de instrucción o años de asistencia a la escuela. Además, corrobora los resultados de otros estudios que han establecido que los programas preescolares suelen tener efectos positivos en el corto y mediano plazo, en el desarrollo cognitivo y socioafectivo de los niños (Barnett, 1995, 2008; Currie, 2001; Nelson, Westhues & MacLeod, 2003; Reynolds, Temple, Robertson, Mersky & Topitzes, 2007).

CONCLUSIÓN

Desde el principio de este capítulo se intentó explicitar que el tema del presente libro no es ajeno a nuestra vida cotidiana, más bien, es vital para nuestro desempeño exitoso en diferentes contextos. En otras palabras, el desarrollo adecuado del conjunto de las FE permitiría una mejor adaptación a los distintos desafíos que enfrentamos en el día a día.

Cuando llevamos el tema al plano educacional nos encontramos con tres elementos diferenciadores necesarios de destacar: primero, será el primer contexto formal donde el niño o niña tendrá que utilizar las FE; segundo, desde el punto de vista temporal, los niños y niñas estarán en el sistema educacional desde los 4 hasta los 18 años de edad aproximadamente, período del desarrollo que, desde la evidencia científica, se ha identificado como clave para el desarrollo de las FE, donde se lograría una integración funcional de los subcomponentes, lo que llevará, en definitiva, a la producción de un sistema de alta complejidad y eficiencia; tercero, existe evidencia contundente de que no solo lo genético tiene un rol en el desarrollo de las FE, sino también el ambiente, por tanto, la estimulación que reciba ese niño o niña desde la comunidad educativa (que involucra a todos los agentes del colegio y a la familia) será un gran aporte a su desarrollo, ya que la identificación, el conocimiento y la adecuada estimulación de las FE serán determinantes para una formación integral del alumno o alumna. No nos olvidemos de que el buen desarrollo de las FE impacta en las distintas dimensiones de la persona, como por ejemplo, las emociones, la motivación, la autoconfianza, el razonamiento y la conducta, es decir, nos encontramos en la intersección entre cognición y emoción. Es necesario aclarar que el diálogo entre la dimensión emocional y la cognitiva se encuentra en una etapa inicial, pero lo interesante es que ya comenzó.

En definitiva, el desarrollo apropiado de las FE permitiría no solo a un estudiante ser un mejor aprendiz y, como consecuencia, un alumno con un alto rendimiento académico en las distintas disciplinas, sino también un mejor pensador y, al mismo tiempo, una persona que controla mejor sus emociones y su conducta, sin olvidar que su estimulación temprana, independientemente del contexto donde nació la persona, permitiría abrir puertas a la tan anhelada igualdad de condiciones iniciales.

ALGUNOS EJEMPLOS DE ACTIVIDADES DONDE SE ESTIMULAN LAS FE EN UN CONTEXTO EDUCATIVO

1) Preparando el día (FE involucradas: atención, memoria de trabajo, planificación)

Consiste en escribir o dibujar al principio de la jornada escolar las distintas cosas que los estudiantes necesitarán o las acciones que deberán realizar según la meta del día. En un principio se puede hacer sin orden secuencial y más adelante se trabaja la secuencia. La idea es hacer esta actividad todos los días. De manera progresiva se puede promover realizarla el día anterior y de forma autónoma. También es importante que el estudiante pueda evaluar, durante y al finalizar la jornada, si la utilizó o no. Esta actividad también se puede hacer al final de la jornada, planificando lo que los alumnos necesitarán para el día siguiente.

2) Trabajando la atención (FE involucradas: atención, memoria de trabajo, control inhibitorio)

La idea es hacer consciente la importancia de la atención para el logro de metas. Para ello se elige una hora o momento del día (se repite toda la semana) en que se preguntan detalles de actividad o se les hace dibujar aspectos vistos en un video, o si están poniendo atención y en qué (esto lo debe hacer inicialmente el profesor, pero luego el estudiante). La idea es practicar la atención y monitorearla. Se puede tener un dibujo o lista de verificación como apoyo y compartir los resultados.

3) Controlando las emociones (FE involucradas: control inhibitorio y flexibilidad cognitiva)

Esta actividad radica en construir junto al estudiante una tabla en la que se expresen las cosas o situaciones que le molestan o irritan (por ejemplo, que le digan “gordo”), lo que no debería hacer cuando suceden (por ejemplo, pegarle al compañero) y lo que sí debería hacer cuando ocurren (por ejemplo, conversar con el compañero). En un comienzo se deben plantear situaciones imaginarias, para luego llegar a situaciones reales. Cada cierto tiempo se puede evaluar su efectividad.

Para ver más ejemplos, revisar:

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La neurociencia cognitiva, o neurociencia de la cognición, integra a un conjunto de disciplinas cuyo objetivo es la comprensión no solo de “el acto de conocer” sino más bien el estudio del conocimiento como conciencia, y de la conciencia como mente. En otras palabras, explora todo aquello que llamamos procesos mentales, los conscientes y los implícitos, y sus bases neurobiológicas.

Para ello se vale de diversas metodologías: 1) el estudio de pacientes neurológicos que producto de una lesión o un cuadro clínico determinado presentan algún déficit cognitivo, 2) la aplicación de pruebas o tareas en sujetos sanos o en sujetos con algún trastorno, 3) los modelos animales que permiten extrapolaciones a los humanos, 4) la electroencefalografía (EEG) y sus derivados, como el mapeo cerebral (o electroencefalograma cuantitativo) y los potenciales evocados, 5) la magnetoelectroencefalografía (MEG) y un procedimiento que surge de ella, la Estimulación Magnética Transcraneal (TMS), 6) las neuroimágenes estructurales por resonancia magnética, que incluyen actualmente también los estudios volumétricos y la tractografía (Diffusion Tensor Imaging, DTI), y 7) las neuroimágenes funcionales, como la Tomografía de Emisión de Positrones (PET), la Espectrometría Cercana al Infrarrojo (NIRS) y la Resonancia Magnética Funcional (fMRI), por citar las más usadas (para más detalles, ver Feinberg & Farah, 2003).

La neurociencia cognitiva conglomera en consecuencia a investigadores de variadas disciplinas: la Medicina (en particular los especialistas en neurología, neurofisiología, psiquiatría y neurorradiología), la Psicología, la Biología (más específicamente la neurobiología), la Ingeniería Informática y otras más.

Desde esta perspectiva nos aproximaremos en este capítulo a las funciones ejecutivas. Daremos una visión de cada una de estas funciones, con una breve descripción de sus bases neurobiológicas y algunos tópicos más que nos parece necesario mencionar para abarcar suficientemente los conocimientos que actualmente se han logrado en este ámbito, y que creemos relevantes para la mejor comprensión de las capacidades de los niños en edad escolar (para profundizar, sugerimos De Haan & Johnson, 2005; Gazzaniga, 2000; Kandel, Jessell & Sanes, 2000).

FUNCIONES EJECUTIVAS Y AUTORREGULACIÓN

En términos generales y siendo Charles S. Sherrington (1857-1952) uno de los pioneros en esta conceptualización, como ya se dijo en el capítulo anterior, podemos clasificar nuestros comportamientos en tres niveles de complejidad: las conductas “instintivas” (por ejemplo, una reacción de retirada refleja frente a un estímulo doloroso), los hábitos o conductas aprendidas “automatizadas” (por ejemplo, andar en bicicleta) y las conductas “inteligentes”. Estas últimas apelan a nuestro ser consciente porque son las que nos permiten enfrentar situaciones novedosas; implican colocar voluntariamente todas las funciones cerebrales necesarias para la consecución de un objetivo; requieren planificación, monitoreo de los resultados en curso y flexibilidad, funciones acordes a la complejidad de la situación a enfrentar (para mayor profundización, ver Fuster, 2015; Ghez & Krakauer, 2000). Sea cual fuere el objetivo, las funciones cognitivas que siempre requerimos para llevar a cabo acciones flexibles en pos de una meta internamente representada son las que denominamos funciones ejecutivas (FE), también llamadas sistemas de control cognitivo. Son dos características importantes de estas funciones que son voluntarias y que requieren esfuerzo.

Entre las funciones ejecutivas encontramos la memoria de trabajo, la atención voluntaria y la atención ejecutiva propiamente tal, la función de monitoreo cognitivo, el control inhibitorio y la planificación. Analizaremos cada una en forma independiente, haciendo énfasis en las bases neurobiológicas y hallazgos experimentales que han permitido avanzar en su comprensión.

Un concepto relacionado fuertemente con las funciones ejecutivas es el de autorregulación o autocontrol, también es un concepto afín el de control con esfuerzo o control esforzado (Rothbart, Sheese, Rueda & Posner, 2011). Las FE permiten la autorregulación y el control esforzado; los sistemas motivacionales parecen jugar también un rol importante y desarrollaremos este punto también más adelante.

Existen condiciones patológicas en las cuales se pierden o reducen las funciones ejecutivas. El paradigma de esto ocurre cuando se lesiona una región cerebral particular: la corteza prefrontal. Se denomina a ese cuadro clínico “síndrome disejecutivo” o simplemente “síndrome frontal” (ver Feinberg & Farah, 2003). Lo que el individuo afectado sufre en este escenario no es necesariamente un deterioro intelectual, sino más bien la pérdida de las funciones cognitivas que permiten ajustar su conducta a las demandas contextuales. Se pierde, al menos en parte, lo que algunos autores denominan inteligencia emocional. Como es lógico, la corteza prefrontal no opera aisladamente sino que forma parte de amplias redes cerebrales que analizaremos a continuación.

CORTEZA PREFRONTAL Y REDES DE CONTROL EJECUTIVO

La corteza prefrontal corresponde a la porción más anterior del lóbulo frontal, en todas sus caras (figura 1). Ocupa una gran proporción de este lóbulo y del cerebro en general, siendo el área cerebral que más se ha expandido en la evolución de las especies (filogenia) y alcanzando el máximo tamaño en relación al cerebro total en los primates.

FIGURA 1: Diferentes áreas de la corteza prefrontal. En esta representación semianatómica de ambos hemisferios cerebrales separados entre sí se han señalado, en color, las cuatro áreas funcionales reconocidas en la corteza prefrontal: 1. Corteza órbito-frontal. 2. Corteza dorso-lateral. 3. Corteza ventral-medial. 4. Corteza cingulada anterior.

Desde el punto de vista del neurodesarrollo individual (ontogenia), la corteza prefrontal es la región cerebral que madura más tardíamente en cuanto a poda sináptica y mielinización. En otras palabras, tanto desde el punto de vista filogenético como ontogenético, la corteza prefrontal es algo así como “la última adquisición” y probablemente la más avanzada (ver Bartzokis et al., 2001; Fuster, 2015).

Corresponde a una corteza cerebral asociativa de orden superior, lo que quiere decir que allí confluyen axones provenientes de muchas otras regiones, con las que establece conexiones recíprocas, entre ellas (ver Saper, Iversen & Frackwiak, 2000):

• áreas corticales receptoras, asociativas, límbicas y motoras

• áreas específicas del cerebelo

• núcleos basales

• tálamo (que además es el intermediario a través del cual el cerebelo y los núcleos basales forman un circuito cerrado con la corteza prefrontal)

• complejo nuclear amigdaliano del lóbulo temporal (o simplemente “amígdala”)

• núcleos del tronco cerebral (destacando núcleos del mesencéfalo productores de dopamina, y un núcleo de la protuberancia, productor de noradrenalina).

En síntesis, la corteza prefrontal posee las condiciones neuroanatómicas que le permiten cumplir con el rol de centro de integración o de procesamiento de información multimodal.

Si según Joaquín Fuster concebimos esquemáticamente al sistema nervioso central (SNC) como múltiples circuitos de entrada y salida de información, la corteza prefrontal corresponde a la región más alta en la jerarquía, que solo entra en funcionamiento para acciones complejas (“conductas inteligentes”) que requieren precisamente de FE (Botvinick, 2007). Como sería el nivel de procesamiento más alto en el SNC, la influencia de la corteza prefrontal sobre otras regiones se considera, en términos cognitivos, control top-down (o control proactivo según algunos investigadores). Por oposición, influencias de regiones más periféricas o inferiores sobre la corteza cerebral se denominan bottom-up (o control reactivo guiado por estímulos).

La corteza prefrontal tendría como principal función mantener activo, por el tiempo requerido, un circuito neuronal que corresponde a una representación de información abstracta (por ejemplo, un objetivo, un contexto determinado o la consigna de una tarea) necesaria para el control cognitivo. Otra función sería la inhibición de estructuras subcorticales o de otros circuitos corticales que no están involucrados (y no conviene que se activen) para la acción en curso (Arnsten, 2013).

MEMORIA DE TRABAJO

La memoria de trabajo (en inglés working-memory, WM) es uno de los principales recursos cognitivos en que se integra la corteza prefrontal, y que depende del funcionamiento de redes de largo alcance que maduran progresivamente hasta la adultez. Si bien ya ha sido definida en el primer capítulo, la revisaremos aquí desde otra perspectiva.

La memoria de trabajo es una memoria de corto plazo que sostiene en la conciencia y mantiene en ella una cantidad limitada de información necesaria para ejecutar una tarea o proceso mental en curso. Es un trazo de memoria transitorio, cuya extensión temporal está dada por la duración de la tarea en cuestión, es decir, puede durar minutos u horas y se desactiva ante el cierre de la tarea. Lo que se carga en la memoria de trabajo es flexible y dinámico, de modo que la red de memoria de trabajo es por sí misma un dispositivo espacio-temporal de manipulación mental; tiene una “capacidad limitada de carga”, lo que es entrenable (ampliable) y, por otra parte, es posible mantener simultáneamente varios canales de memoria de trabajo activos, aunque a costa de menor eficiencia y mayor riesgo de errores (Funahashi, 2017).

La memoria de trabajo permite mantener en mente la información que es relevante, e ir actualizándola, evaluándola y manipulándola en pos de la tarea en curso.

Implica la activación oscilatoria, pero sostenida, de una red neural que siempre incluye a la corteza prefrontal dorsolateral como centro ejecutivo (o ejecutivo central). Si la memoria implica un pensamiento en palabras, se activa junto a ella el llamado circuito fonológico (o loop fonológico) en que participan áreas del lóbulo temporal, parietal y frontal, que también participan en el lenguaje. Si el contenido de memoria es visuoespacial, se establece el circuito visuoespacial entre la corteza prefrontal y áreas occipito-parietales (Baddeley, 1996). Para múltiples actividades habituales en la sala de clases requerimos de WM: escribir un dictado implica el loop fonológico de WM; el mismo loop fonológico se utiliza fuertemente en el ejercicio de lectura comprensiva (es necesario mantener en mente oraciones y párrafos hasta lograr un almacén más perdurable en el largo plazo, en la medida que se comprende lo que se lee y asocia); un ejercicio de cálculo mental echa mano también a circuitos de WM, ya sea fonológicos o visuoespaciales. El pensamiento reflexivo activa necesariamente también las redes de WM.

De modo esquemático, un acto de memoria de trabajo tiene una entrada y una salida. La entrada es la fuente de los contenidos que se cargan en WM y son fundamentalmente dos: contenidos de la propia memoria de largo plazo y/o información que viene del ambiente, captada por los sentidos. Las salidas posibles son la ejecución de una acción, la descarga en memoria de largo plazo o una señal de control a otro sistema cognitivo en operación (una acción en el plano del procesamiento cognitivo, más que un acto motor evidente) (Funahashi, 2001).

De lo anterior se deduce que la WM es por sí misma ese lapso que se interpone entre la entrada y la salida. Citamos al respecto a Patricia Goldman-Rakic, una de las investigadoras que más aportó a la comprensión del funcionamiento de la corteza prefrontal: WM provee un “puente temporal” entre los eventos (ya sea generados internamente o presentados en el ambiente) y la acción, confiriendo unidad y continuidad a la experiencia consciente. WM confiere la habilidad de guiar la conducta en base a representaciones internas del mundo exterior, más que por estimulación inmediata. Es una propiedad avanzada en la filogenia, propia de los mamíferos y más elaborada en los primates (Diamond & Goldman-Rakic, 1989; Goldman-Rakic, 1995).

En el mismo sentido citamos también a Joaquín Fuster, otro destacado investigador de la función frontal que, como muchos, planteaba la organización cerebral en jerarquías:

El proceso neural de transición desde la percepción a la acción debe ser relativamente simple si las acciones a efectuar son simples (...). Tales secuencias conductuales deben ser procesadas en estadios de la cadena previos al nivel prefrontal (cortezas premotora y motora), sin gap temporal entre ellas. Sin embargo, si la conducta contiene contingencias entre perceptos y acciones que están separados en el tiempo, entonces el procesamiento debe incluir mecanismos de mediación de esas contingencias. Las pausas que aparecen permiten por ejemplo la planificación y la monitorización de los actos en ejecución. Solo a través de esa habilidad puede la corteza guiar una secuencia coherente a su objetivo. Esta transferencia temporal se produce más claramente en la corteza prefrontal (…). La corteza prefrontal, mediante el mecanismo de working-memory, permite el vínculo entre el pasado inmediatamente reciente y el futuro cercano (integración entrada-salida), que permite la continuidad lógica de las acciones (por ejemplo, el lenguaje); es, en consecuencia y al mismo tiempo, indisoluble de la experiencia consciente (Fuster, 2015).

En imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) se puede observar la actividad oscilatoria, sostenida en el tiempo, de diversas redes de “estado de tarea” en las que se debe mantener en memoria de trabajo una consigna y diversos elementos; la contribución de la corteza prefrontal es mayor en la medida que la carga de memoria de trabajo es también mayor (Cohen et al., 1997; Koechlin, Ody & Kouneiher, 2003). Un paradigma experimental clásico que pone de manifiesto lo anterior es la tarea de Stenberg o “n-back”. En ella se deben recordar números (dígitos) que van apareciendo sucesivamente en la pantalla que visualiza el sujeto; este debe emitir una respuesta (p. ej. presionar una tecla) cada vez que vea que se repite un dígito anteriormente presentado, y una vez que da una respuesta, debe “descargar” su memoria porque empieza un nuevo ensayo. La cantidad de números que se presentan antes de que una cifra se repita es la carga de memoria; esta puede ser “1-back” (p. ej. 1-2-1), “2-back” (1-7-3-1), “3-back” (1-5-8-6-1) y así sucesivamente. La mayor parte de los sujetos alcanza una capacidad máxima de 7 elementos, aunque como mencionamos, esto es entrenable.

ATENCIÓN VOLUNTARIA

La atención es una función cognitiva compleja porque tenemos distintas maneras de atender y de hecho los investigadores cognitivos han discriminado diferentes “redes atencionales”. Una de las conceptualizaciones más aceptadas hoy en día, como fue visto en el capítulo anterior, es la propuesta por Petersen y Posner (2012), quienes identifican tres dispositivos atencionales básicos:

El primero se denomina “red de alerta”. Como ya se mencionó, es la red cuya actividad está directamente relacionada con lo despiertos y activados que estamos. Estructuras específicas de esta red son la formación reticular activadora ascendente del tronco cerebral, el locus ceoruleus (un núcleo par localizado en la protuberancia, cuyas neuronas producen toda la noradrenalina que se libera en el SNC) y algunos núcleos talámicos. Cuando esta red se activa, se enciende difusamente la corteza cerebral. El neurotransmisor que modula a esta red es precisamente la noradrenalina.

El segundo dispositivo atencional corresponde a la “red de orientación”, es decir, las estructuras encefálicas que se activan cuando ponemos atención en un objeto o en un sector del espacio, y el neurotransmisor que modula esta red parece ser la acetilcolina, producida en diversos núcleos que se encuentran en la base de los lóbulos frontales. La red de orientación de Posner corresponde, según Corbetta y Schulman, a dos redes (2002): una de orientación voluntaria o dorsal (que involucra áreas parietales y frontales interconectadas, de posición dorsal, en ambos hemisferios cerebrales) y una de orientación refleja o ventral (que incluye áreas también parietales y frontales, pero más ventrales, además de la unión parietotemporo-occipital, principalmente del hemisferio derecho). La red “ventral” nos hace reaccionar y orientarnos hacia un estímulo que surge en el ambiente, por ejemplo, el sonido de una puerta que se abre en la habitación; se trata de un acto cognitivo bottom-up de acuerdo a lo explicado previamente. La red de orientación “dorsal” nos permite sostener nuestra atención voluntariamente sobre un objetivo, por ejemplo, atender a un profesor que da una clase; es un acto cognitivo top-down y es una función ejecutiva.

El tercer dispositivo que reconoce Posner es el que denomina “red de atención ejecutiva”. Es la red que se activa cuando algo de lo que estamos haciendo conscientemente nos llama la atención porque de alguna manera nos conflictúa o nos sorprende; es también una función ejecutiva atencional y la desarrollaremos con mayor detalle en la siguiente sección.

FLEXIBILIDAD COGNITIVA

Una característica fundamental del actuar inteligente es la flexibilidad; la posibilidad de dar respuestas originales ante situaciones o problemas novedosos, respuestas que no se encuentran en el bagaje de los hábitos o de los condicionamientos. Se trata de un actuar en que el sujeto evalúa periódicamente cómo va y ajusta el comportamiento de acuerdo con los resultados en curso y las opciones disponibles (Botvinick, 2007; Botvinick, Cohen & Carter, 2004).

Una red fundamental para que esto sea posible es la “red de atención ejecutiva” de Posner. Dicha red se enciende ante diversas situaciones, todas las cuales implican un actuar con conciencia crítica respecto de lo que sucede y de lo que se hace (“real conciencia”, según comenta el mismo investigador); es la red del monitoreo cognitivo (Petersen & Posner, 2012) e involucra específicamente a la corteza cingulada anterior, la ínsula anterior y la corteza prefrontal en ambos hemisferios cerebrales; el neurotransmisor que la activa es la dopamina y las circunstancias en que se activa son, por ejemplo:

• situaciones de conflicto cognitivo, cuando se presenta más de una opción posible,

• situaciones de incongruencia, en que se presentan estímulos contradictorios (se explicará a continuación),

• situaciones en que los resultados obtenidos no son los esperados o se identifica la comisión de un error.

Una prueba neuropsicológica que se ha demostrado activa a esta red en experimentos con sujetos humanos que son sometidos a resonancia magnética funcional es el “test de Stroop”. Este test, en su versión original (porque han surgido múltiples adaptaciones con similares premisas), consiste en dar al sujeto la instrucción de responder cuál es el color que se presenta frente a él (rojo, azul, verde o amarillo), con la dificultad de que son nombres de colores los que aparecen escritos en color. Si es presentado computacionalmente, lo usual es que el sujeto, sentado mirando una pantalla donde aparecen los estímulos, debe responder presionando una tecla del color que se presenta en la pantalla. Como la lectura es un acto automatizado cuando ya se sabe leer, el impulso básico será presionar el color que se lee. Si el color que se lee coincide efectivamente con el color de las letras, la situación es “congruente”, pero si no coinciden, la situación es “incongruente” y el sujeto debe inhibir la respuesta primaria, recordar la consigna de responder al color y así dar la respuesta correcta. Las situaciones incongruentes encienden la red de atención ejecutiva (Stroop, 1935).

También es interesante mencionar que la detección de que hemos cometido un error en una tarea genera en nuestro cerebro señales eléctricas detectables como potenciales evocados, una de ellas, la negatividad frontal-medial, luego de unos 270 milisegundos de haber percibido la comisión de una respuesta errónea, cuya fuente sería la corteza cingulada anterior (Gehring & Willoughby, 2002).

CONTROL INHIBITORIO

Nos referimos con esto a la capacidad de inhibir pensamientos, acciones y emociones que no convienen a la tarea que nos convoca, por salientes que sean. En muchos casos se trata además de posponer gratificaciones inmediatas en pos de una meta de más largo plazo (autocontrol). El déficit en el control inhibitorio se considera como un elemento central en muchos cuadros neuropsiquiátricos, como se discutirá en el capítulo 3 de este libro, y se pierde en caso de un síndrome frontal, es decir, cuando un sujeto sufre daño en su lóbulo frontal, por ejemplo, por un traumatismo encéfalo-craneano, un tumor, etc. La corteza prefrontal parece ser una región clave para esta función.