Incidencia en el aprendizaje en el aula de estrategias neuroeducativas basadas en la mejora de las funciones ejecutivas

Abstract

[spa] Esta tesis constituye un acercamiento de la neurociencia a la educación a través de una investigación científica en un contexto real de aula en la etapa de educación infantil. Iniciamos el recorrido exponiendo brevemente el desarrollo histórico de la neurociencia y la correspondiente emergencia de la neurociencia cognitiva que posibilitó la aparición de la neuroeducación. Contextualizamos este nuevo campo de investigación, aportando evidencias empíricas que tienen muchas implicaciones educativas en la infancia, la etapa que nos interesa estudiar. Identificamos uno de los pilares básicos de la neuroeducación: las funciones ejecutivas del cerebro. Estas habilidades cognitivas son imprescindibles para el bienestar, el aprendizaje y el buen desempeño cotidiano de las personas. Y, en consonancia con lo que sugieren las investigaciones en neurociencia, pueden entrenarse y mejorarse. Ese fue nuestro objetivo. Utilizamos para ello Mate Marote, un software lúdico especialmente diseñado para estimular las funciones ejecutivas que está basado en algunos de los principios básicos de la neuroeducación. Realizamos un diseño experimental cuantitativo en el que participaron 83 estudiantes de educación infantil de 4 años de edad, en promedio, de tres escuelas públicas en España. Nos propusimos analizar el impacto de la intervención sobre las tres funciones ejecutivas básicas, control inhibitorio, memoria de trabajo y flexibilidad cognitiva, pero también sobre la atención, el razonamiento fluido y el aprendizaje de las áreas de conocimiento en la etapa de educación infantil. Esto lo hicimos analizando estadísticamente los resultados del pretest y el postest de pruebas que miden diferentes habilidades cognitivas: el test child ANT (atención ejecutiva, atención de alerta y atención de orientación), el test de Stroop corazón-flor (control inhibitorio y flexibilidad cognitiva), el test de Corsi (memoria de trabajo visuoespacial), el test TONI-4 (razonamiento abstracto) y los informes de evaluación del curso (aprendizaje). Los estudiantes que conformaron el grupo de control pertenecían a dos clases de una de las escuelas (n=39), mientras que los estudiantes de las otras dos escuelas (n=44) fueron asignados de forma aleatoria a uno de dos grupos experimentales existentes (grupo CI y grupo S). Mientras que los integrantes del grupo CI jugaron a videojuegos que permiten trabajar mayormente el control inhibitorio, los del grupo S jugaron a videojuegos diseñados para trabajar también la memoria de trabajo y la flexibilidad cognitiva. Esto constituye una importante innovación con respecto a las investigaciones realizadas hasta la fecha sobre funciones ejecutivas en la infancia que no suelen analizar el impacto que puede lograrse afectando distintos componentes de la cognición en simultáneo. La intervención duró 7 semanas. Los participantes jugaron dos o tres veces por semana (según necesidades de cada escuela) durante 15 minutos, como máximo cada vez, por lo general en días no consecutivos.

Los resultados revelaron mejoras concretas de los dos grupos experimentales, respecto al grupo de control, en las funciones ejecutivas básicas. El entrenamiento con el software Mate Marote, en general, y de los grupos experimentales S y CI, en particular, tiene un impacto positivo en las habilidades cognitivas evaluadas, aunque lo hacen de forma distinta. El entrenamiento específico del grupo S tuvo un mayor impacto en la atención y el control inhibitorio que el del grupo CI. Ello sugiere que entrenamientos globales que hagan intervenir más funciones ejecutivas pueden ser más beneficiosos que entrenamientos de procesos concretos en la infancia. Las diferencias de rendimiento inicial entre las escuelas abren la puerta a nuevas investigaciones que nos permitan entender las razones por las que mejoran unas habilidades y no otras, y bajo qué condiciones.

[eng] This thesis is an approach of neuroscience to education through scientific research in a real classroom context in early childhood education. We begin by briefly outlining the historical development of neuroscience and the corresponding emergence of cognitive neuroscience that made possible the appearance of neuroeducation. We contextualize this new field of research, providing empirical evidence that has many educational implications in childhood, the stage that we are interested in studying. We identify one of the basic pillars of neuroeducation: the executive functions of the brain. These cognitive skills are essential for people's well-being, learning and good daily performance. And, in line with what neuroscience research suggests, they can be trained and improved. That was our goal. For this we use Mate Marote, a playful software specially designed to stimulate executive functions that is based on some of the basic principles of neuroeducation. We carried out a quantitative experimental design in which 83 4-year-old kindergarten students, on average, from three public schools in Spain participated. We set out to analyze the impact of the intervention on the three basic executive functions, inhibitory control, working memory and cognitive flexibility, but also on attention, fluid reasoning and learning. We did this by statistically analyzing the pretest and posttest results of tests measuring different cognitive skills: the child ANT test (executive attention, alertness and orientation attention), the Stroop heart-flower test (inhibitory control and cognitive flexibility), the Corsi test (visuospatial working memory), the TONI-4 test (abstract reasoning) and the course evaluation reports (learning). The students who made up the control group belonged to two classes from one of the schools (n=39), while the students from the other two schools (n=44) were randomly assigned to one of two existing experimental groups (CI group and S group). While those in the CI group played video games that allow working mostly on inhibitory control, those in the S group played video games designed to also work on working memory and cognitive flexibility. This constitutes an important innovation with respect to the research conducted to date on executive functions in childhood, which does not usually analyze the impact that can be achieved by affecting different components of cognition simultaneously. The intervention lasted 7 weeks. Participants played two or three times a week (depending on the needs of each school) for a maximum of 15 minutes each time, usually on non-consecutive days. The results revealed concrete improvements of the two experimental groups with respect to the control group. The training with the Mate Marote software, in general, and of the experimental groups S and CI, in particular, had a positive impact on the cognitive skills evaluated, although they did so in different ways. The specific training of the S group had a greater impact on attention and inhibitory control than that of the CI group.

This suggests that global training that involves more executive functions may be more beneficial than process-specific training in childhood. The differences in initial performance between schools open the door to new research that will allow us to understand the reasons why some skills improve and not others, and under what conditions.