NEUROCIÊNCIA favorecendo a aprendizagem

NEUROCIÊNCIA favorecendo a aprendizagem

Professora: Dra. Márcia Renata Mortari [email protected]

O que são as Neurociências?

“Os humanos deveriam saber que de nada além do cérebro vêm as alegrias, os prazeres, o riso e os esportes, e tristezas, pesares, desânimo e lamentações. Com isso, de maneira especial, adquirimos sabedoria e conhecimento, vemos e ouvimos, sabemos o que é imundo e o que é belo, o que é doce e o que é insosso.”

Hipócrates há 2300 anos

Neurociências

• Considerada a ciência mais dinâmica e revolucionária do século 21

• Integram as contribuições das diversas áreas da pesquisa científica e das ciências clínicas para a compreensão do funcionamento do sistema nervoso sadio e doente;

Neurociência e educação

Maior potencialidade de repercussão conceitual e prática para a educação;

Neuroeducação dentro das “neuromodas"

Alto poder das explicações reducionistas

Expectativa equivocada sobre o poder da neurociência

O cérebro não explica tudo sobre a educação

Não resolvem todos os problemas da educação


• Devem ser consideradas como bases explicativas sobre as quais se organizam outros níveis globais.

• Ferramenta com utilização prática na educação.

O que é aprendizagem?

• Do ponto de vista neurobiológico:

Aprender é adquirir novas habilidades (comportamentos): psicomotoras, atitudes, conhecimentos…

Fiqueatento!!!

s

1. A informaçãoqueestá sendo transmitidaprecisa ter

valor para a vida do estudante! Importante para a

sobrevivênciaebem-estardoindivíduo!

Importante,prazeirosoeprioritário!!!

Principalcausadeevasãouniversitária!

s

• Perdadamotivação:oconteúdonãosemostrarelevanteparaosestudantes!

• Falta de interesse é um dos principais motivos no ensino médio e

universitário.

• “relação professor-aluno” e a “metodologia dos professores” obtiveram

percentuaissignificativosparaaevasão.

• No ensino superior, os alunos sentem um distanciamento dos professores,

bemcomoconsideraramqueoritmodasaulaséaceleradoedesmotivante.

Referindoainda,queateorianãocorrespondeàprática.

• “O aprendizado resu lta na

mudança de um comportamento

por meio da experiência e exige,

como pré-requisitos, a aquisição

de conhecimentos e a capacidade

de armazená-los (memória).”

• Memória – “se refere ao processo

mediante o qual adquirimos,

f o r m a m o s , c o n s e r v a m o s e

evocamos informação.”

Memória e aprendizagem

• O a c e r v o d e n o s s a s

memórias faz com que

cada um de nós seja o que

é, um indivíduo, um ser

para o qual não existe

outro idêntico.

• …Também somos o que

resolvemos esquecer…

Memória

O presente que é a memória…

Memórias

• São moduladas pelas emoções, pelo nível de

consciência e pelos estados de humor.

• Vários tipos de memórias:

– Colocar o dedo na tomada; – Primeira namorada; – Casa da nossa infância; – Andar de bicicleta; – Perfume de uma flor/alguém; – Exercer uma profissão;

• Adquiridas em segundos, semanas,

anos;

• Visuais, olfatórias, motoras;

• Prazerosas, desagradáveis;

• Associações entre 2 memórias;

Porque precisamos aprender?

Porque aprendemos?

Bem-estar do indivíduo

Sobrevivência

Conhecimento

Propiciar conforto

Preservação da espécie

Sabedoria PrazerResolução de problemas

Aprender habilidades

Aperfeiçoar comportamentos

Amadurecimento

Porque aprendemos?

Bem-estar do indivíduo

Sobrevivência

Conhecimento

Propiciar conforto

Preservação da espécie

Sabedoria PrazerResolução de problemas

Aprender habilidades

Aperfeiçoar comportamentos

Amadurecimento

VIDA

Como aprendemos?

A operação dos sistemas de memória pode ser esquematicamente representada por uma sequência de etapas, a partir da entrada de um evento novo, proveniente do ambiente externo ou mesmo da mente

do indivíduo.

Processos mnemônicos

1. Aquisição – entrada de um evento no sistema; – Seleção ⟶ aspectos mais importantes;

2. Retenção – aspectos selecionados disponíveis para serem lembrados (anos/segundos);

– Tempo limitado pelo esquecimento ⟶ utilização do evento; – Tipos de memórias diferentes ⟶ tempos de retenção diferentes;

3. Consolidação – evento memorizado por tempo prolongado/permanente;

4. Evocação – acesso à informação armazenada;

Aquisição da memória

Processo complexo que resulta em modificações estruturais e funcionais

permanentes do Sistema Nervoso Central.

Cérebro, cerebelo e tronco encefálico

Neuroplasticidade

Lei do Uso/Desuso

Quebrando Dogmas

Quantos neurônios tem o nosso cérebro?

Foto: Flávia Gomes, 2016

E a proporção de gliócitos?

Foto: Gabriel Campos, 2016

Neurociências

Utilizando a técnica do fracionador isotrópico, foi possível estimar com

precisão o número de neurônios e gliócitos do cérebro humano

Como aprendemos? Porque uns indivíduos aprendem mais rápido do que outros?

Cérebro imutável?

Como funciona o Sistema Nervoso?

• O fenômeno da plasticidade é melhor compreendido através:

✓ Do conhecimento do neurônio

➸ “Excitável” à capaz de se excitar, isto é, mudar de estado elétrico

e, consequentemente, produzir um sinal.

➸ Células excitáveis:

➸ Neurônios;

➸ Células musculares;

O potencial de ação é a base dessa comunicação.

Potencial de repouso

O potencial de repouso da

membrana (PRM) descreve o estado

de equilíbio da célula, que é um

processo dinâmico balanceado pelo

vazamento e bombeamento de íons.

Sem qualquer influência externa, isso

não irá mudar.

Para que um sinal elétrico seja

gerado, o PRM deve mudar;

Potencial de repouso

Somente neurônios importam?

• Neuroglia ⟶ conjunto de células não neuronais que desempenham funções vitais no SN:

– Nutrição; – Sustentação mecânica; – Controle do metabolismo dos neurônios; – Ajudam a construir o tecido nervoso durante o

desenvolvimento; – Funcionam como células imunitárias e, – de certo modo, regulam a transmissão sináptica

entre os neurônios.

Organização do Sistema Nervoso

Funcionando…

• Sinapse ⟶ zona de contato entre dois neurônios ou entre um neurônio e uma célula muscular;

– Tr a n s m i t e m e p r o c e s s a m a informação;

• Impulso nervoso ⟶ um pulso elétrico gerado pela membrana que se propaga com enorme velocidade ao longo do axônio e gera uma mensagem química na extremidade do axônio;

Sinapses

• Neurotransmissores

• Inibitórias

• Excitatórias

• "Chips neurais”

• Modulação neural

• Pode ocorrer até 100.000 sinapses

Sinapses

Complexidade neuronal

Circuitos nervosos

Como aprendemos?


do indivíduo.

Seleção

MundoReal MundoPercebidoX

Capacidadessensoriais

Experiênciaseinfluênciasambientais

Representaçãolimitadadoambiente

Atenção

• Capazes de focalizar em cada

m o m e n t o d e t e r m i n a d o s

aspectos do ambiente, deixando

de lado o que for dispensável.

• Nivel de vigilância e alerta varia

ao longo do dia, sono profundo

a estar alerta e vigilante.

• Locus ceruleos: formada por um

a g l o m e r a d o

de neurôn ios capazes de

s i n t e t i z a r e p r o d u z i r

quantidades s ignif icat ivas

de catecolaminas endógenas em

especial a noradrenalina.

Atenção

3 Ds

desatenção, dispersão e distraçãoEm um texto homem sobre carro a atenção casa de um

ponto menino importante é chapéu que o sapato material doce a ser homem lido carro pelo casa sujeito menino na

chapéu tarefa sapato relevante doce deve homem ser carro não só casa coerente menino mas também chapéu

gramaticalmente sapato correto doce sem homem ser carro muito casa fácil menino de modo chapéu que sapato toda doce a homem atenção carro seja casa bastante menino mobilizada chapéu para sapato entender doce a leitura.

Observe que ao percorrer o texto prestando atenção às palavras em negrito, deve ter passado despercebido que as palavras em caracteres normais se repetem e são sempre as mesmas:

homem, carro, casa, menino, chapéu, sapato e doce

Atenção

Fique atento!!!

s

2 – Despertar curiosidade: contextualização dos

conteúdos;

Fique atento!!!

s

3 – Alternância de atividades: aulas longas, sem

intervalos e com conteúdos densos são mais propensas a

distrações. Algumas atividades que podem ser utilizadas

em sala:

ü Exposição de tema;

ü Perguntas que motivem discussão do tema entre

colegas;

ü Vídeos;

ü Produção de textos;

ü Entonação de voz e postura do professor;

ü Pausas para descanso ou para contar casos curiosos ou

surpreendentes.

Fique atento!!!

s

4 – Motivação: desafios e situações problema , nas quais

os estudantes percebam que superaram, ajuda a mantê-

los estimulados e interessados em aprender mais;

Fique atento!!!

s

1 – Estimular sentidos: ativação das múltiplas redes

neurais;

5. Estimulação de múltiplas redes neurais, com diferentes

estímulos;

Chama-se dupla codificação: utilização de figuras para significar

conceitos.Umafiguravalemaisquemilpalavras!As informações

entramdediferentesmaneirasereforçamaaprendizagem!

Como aprendemos?


do indivíduo.

Tipos e Subtipos de Memória

Quanto ao tempo de duração

Imediata/Ultrarrápida/sensorial Curta duração/ operacional/trabalho

Longa duração

Quanto ao tempo de duração

Memória operacional ou de trabalho

Memória a curto prazo

Olhe para as letras abaixo e procure memorizá-las. Leia-as pelo menos 2 vezes e

tente repeti-las em sequência:

C D I P T U C P F D N A I N S T A

Como a sequência ultrapassa os limites da memória de trabalho, é provável que você

não tenha obtido êxito.

Memória a curto prazo

Tente de novo com as mesmas letras:

CD IPTU CPF DNA INSTA

Tente memorizar novamente, o número de itens ficou menor e foi possível mobilizar

informações já disponíveis no cérebro


Manipulação consciente da informação de momento

Efeito de primazia e de recentidade

• Enfatizar a primeira e a última coisa que ouvimos

• Para aproveitar o máximo da memória a curto prazo

Memória a longo prazo

Transformar as memórias de curto prazo em memórias de longo prazo requer:

• Repetição das informações e relevância

• Promovido pela plasticidade cerebral

• Mudanças estruturais cerebrais

• SONO tem grande importância

Neuroplasticidade

• Plast ic idade s inápt ica: armazenar informações

• A informação vai sendo armazenada nos caminhos sinápticos que percorreu.

• Gerando eficiência e não é necessário mais repetir as mesmas informações e o mesmo processamento para realizar os comportamentos desejados.

• Um simples gatilho dispara o processo mais rapidamente e reconstrói tudo como se fo s se a p r ime i ra vez , recuperando os arquivos da memória quando necessário.

Neuroplasticidade

• Refere-se à capacidade do sistema nervoso de mudar, adaptar-se e moldar-se a nível estrutural e funcional a o l o n g o d o desenvolvimento neuronal e quando sujeito a novas experiências ou danos.

• Conjunto de redes neurais d inâmicas, capazes de mudar, adaptar e reagir a diferentes estímulos.

Neuroplasticidade

Remodelagem da

Conectividade Sináptica

Manipulações

Ambientais

Estimulações

Sensoriais

Novas Tarefas Mudanças

Fisiológicas

Neuroplasticidade

• Para acompanhar a aprendizagem:

– Química

– Estrutural

– Funcional

Neuroplasticidade

Mudanças estruturais, químicas e funcionais

Lei do Uso e desuso

• Nadador Mark Spitz: 22 anos recorde 7 medalhas de ouro, com 41 anos não conseguiu voltar.

• Nadadora Dara Torres 41 anos participou de 5 olimpíadas: ganhou mais de 12 medalhas.

Lei da aprendizagem de Hebb

•A chamada lei de Hebb consiste em uma espécie de “musculação

sináptica” e envolve um mecanismo de detecção de coincidências

temporais nas descargas neuronais: se dois neurônios estão

simultaneamente ativos, suas conexões são reforçadas; caso apenas um

esteja ativado em dado momento, suas conexões são enfraquecidas.

Kandel 2000

• As conexões ficam mais fortes ou fracas dependente do uso.

• Q u a n t o m a i s informação na via n e u r a l , m a i s reorganização e sinapses surgem.

Aprendizagem

Formação hipocampo

Bases moleculares

Bases moleculares

Single Beta-actin mRNA Detection in Neurons Reveals a Mechanism for Regulating Its Translatability. PNAS October 9, 2018 115 (41) E9697-E9706; https://doi.org/10.1073/pnas.1806189115

O que limita ou facilita a neuroplasticidade?

• Principal fator de mudança cerebral é o comportamento

• Pode ser positiva ou negativa: o cérebro é extremamente moldável: pelo que fazemos ou deixamos de fazer

• Não existe uma abordagem universal de aprendizagem; não há uma fórmula para aprender. Existe um mito que precisamos de 10 mil horas de treino para aprender e dominar uma competência motora.

• Exclusiva e individual

• Essa exclusividade irá afetar-nos como aluno e professor e entendemos porque algumas crianças triunfam em uma aprendizagem tradicional e outras enfrentam dificuldades, porque umas aprendem línguas facilmente e outras são excelentes em esportes

• Aprendizagem é fazer o trabalho de que o cérebro precisa

Alteração hipocampo

Bases moleculares

Fiqueatento!!!

s

6. Elaboração: capacidade de adicionar informações novas a um

léxicon (dicionáriomental), estabelecido namemória. Temos um

dicionário e vamos enriquecendo a maneira que aprendemos

novas informações. Aprende não apenas o termo, mas sua

categoria,suaforma,suautilidadeetudomais…

Fique atento!!!

s

5 – Recontar, Rever, Repassar: ver, escutar, falar,

escrever, contar, experimentar, vivenciar, dando

significado ao que se faz, é importante para o

aprendizado;

Fiqueatento!!!

s

8. Aprendizagem distribuída: significa o estudo repetido da

mesma informação várias vezes ao longo do tempo, e não de

modoconcentradoemumúnicomomento.Aretençãoémaiore

melhor,odocenteprecisaevocaramesma informaçãoemdias

diferentes.


Experimentos:

Quando os estudantes foram treinados em um ambiente (contexto diferente) tinham melhor rendimento quando avaliados no mesmo contexto.

O contexto é importante para a evocação da memória, assim como para a aquisição.

Fique atento!!!

s

6 – Ambiente: a empatia, o ambiente de segurança, o

conforto, o apoio e a afinidade entre pares, nas turmas,

são importante para o processo de aprendizagem;

Fique atento!!!

s

7 – Participação: O professor deve dar papel ativo ao

estudante (sujeito responsável por sua aprendizagem,

contribuindo para o desenvolvimento de suas funções

executivas), deve torná-lo figura central durante as aulas,

reconhecendo suas limitações e orientá-lo para superá-

las;

Fiqueatento!!!

s

11. Intercalagem:apresentaçãode ideiasouproblemasdiferentes

em sequência para o discente resolver, em vez de insistir no

mesmo problema. I sso se baseia nas competências

socioemocionais para resolver problemas, o aluno não decora a

soluçãomasplanejaasolução!

Fiqueatento!!!

s

12. Relembrança consiste em trazer à mente uma informação

aprendida no início de cada aula e é também uma virtude dos

testeseprovas,oudeexercíciosemsala.


• Paciente HM – Henry Molaison – Epilepsia do Lobo Temporal ⟶ resecção do lobo temporal medial; – Amnésia anterógrada total e retrógrada parcial; – Consolidação da memória explícita;

O que são as Neurociências?

Quando saírem daqui, construam o cérebro que desejarem!!!

Referências recomendadas

• Cowan N. (2010). The Magical Mystery Four: How is Working Memory Capacity Limited, and Why?. Current directions in psychological science, 19(1), 51–57. doi:10.1177/0963721409359277.

• Moreno-Jiménez, E. P., Flor-García, M., Terreros-Roncal, J., Rábano, A., Cafini, F., Pallas-Bazarra, N., ... & Llorens-Martín, M. (2019). Adult hippocampal neurogenesis is abundant in neurologically healthy subjects and drops sharply in patients with Alzheimer’s disease. Nature medicine, 25(4), 554.

• Donoghue & Horvath, Cogent Education (2016), 3: 1267422 http://dx.doi.org/10.1080/2331186X.2016.1267422

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1. https://youtu.be/QLqLDNjX168

2. https://youtu.be/vA2QtEqIZsc

3. https://youtu.be/WauuD9ELxvg

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