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O que é Neurociências da Educação?

A necessidade de mudança de paradigmas

A despeito do expressivo avanço científico e tecnológico ocorrido nas últimas décadas, a educação escolar encontra-se ainda embasada em dois paradigmas que datam do início do século XX: a escola como uma fábrica e o cérebro da criança como uma tabula rasa (1, 2). O primeiro modelo, inspirado na Revolução Industrial, surgiu da necessidade de educação em massa e com eficiência. O segundo, fortemente influenciado pelas ideias de John Locke (“A filosofia da mente”) e pelo behaviorismo de Thorndike, postulava que a criança nascia sem ideias inatas e que o conhecimento era adquirido tão somente pela experiência derivada da percepção sensorial, recompensas, punições e repetição.

 

O notável progresso ocorrido nas duas últimas décadas na compreensão de como a criança se desenvolve e como o cérebro aprende, comprova com evidências científicas robustas, o obsoletismo dessas ideias e, consequentemente, desse modelo.

Por séculos, a prática da Medicina foi uma arte mais influenciada pela esperança e criatividade do que pelo conhecimento científico, realidade completamente transformada pelo advento da Medicina baseada em evidências. O que dizer da arte do ensinar sem nenhum conhecimento sobre como o cérebro se desenvolve e aprende?

Para Rita Levi-Montalcini, Nobel de Medicina e Fisiologia em 1986, o total desconhecimento da estrutura e funcionamento cerebral subjacente aos processos cognitivos da criança impediu, nos últimos séculos, a adoção de práticas educacionais mais pertinentes e eficazes. Para a neurologista italiana descobridora do fator de crescimento neural, nesse início do terceiro milênio as grandes mudanças e novos desafios da humanidade, o advento da tecnologia da informação e o expressivo avanço das Neurociências no conhecimento do cérebro infantil tornam inadiável a revisão dos sistemas didático e educacional.

A mudança de paradigma é urgente. O modelo de ensino tradicional, embasado na transmissão passiva de conhecimento a partir do professor ou dos livros textos para a memória da criança, deve ser substituído pela conscientização da criança de suas habilidades de aprender ativamente através da experiência direta. Essa propriedade de aprender ativamente advém de circuitos neocorticais que se desenvolvem de forma exuberante a partir do nascimento e podem ser estimulados pela prática pedagógica e educacional (3).

A proposta mudança de paradigmas consiste em habilmente agregar os conhecimentos advindos das Neurociências e do método científico aos pilares da Pedagogia, em suas vertentes éticas, sociopolíticas e antropológicas (4).

O advento de um novo ramo do conhecimento

A partir da década de 90, também denominada década do cérebro, o desenvolvimento de novas tecnologias que facilitaram o conhecimento da estrutura e funcionamento cerebral, provocou uma verdadeira avalanche de descobertas. A neuroimagem funcional, por exemplo, permitiu aos pesquisadores analisarem quais circuitos e áreas cerebrais são ativadas durante os processos de leitura, cálculo, atenção e memorização. A genômica, por sua vez, tornou realidade a identificação de pré-escolares com alto risco para dificuldades em leitura, linguagem e matemática, permitindo intervenções precoces e eficazes (5). Como esperado, além de entender o funcionamento normal desses processos, esses avanços viabilizaram a melhor compreensão do patológico e, consequentemente, uma maior precisão e eficácia no diagnóstico e tratamento/reabilitação dos transtornos específicos de aprendizagem (p. ex., Dislexia e Discalculia) e do desenvolvimento infantil (p. ex., Transtorno do Déficit de Atenção e Autismo).

Em 2006, motivados pela missão de desenvolver a interface entre as Neurociências e a Educação, um grupo de neurocientistas da Harvard e de outras universidades americanas fundou a International Mind, Brain, and Education Society (http://www.imbes.org/), marco do advento da Neurociência da Educação, um novo ramo das Neurociências que tem como objetos de estudo a educação e o cérebro, esse entendido como um órgão social que pode ser modificado pela prática pedagógica e educacional.

Para o desenvolvimento dessa interface, os neurocientistas devem verificar se os conhecimentos advindos de experimentos em laboratórios são aplicáveis e eficazes na vida real da escola e da sala de aula, bem como os educadores avaliarem a eficácia de práticas educacionais sob a luz do método científico e dos novos conhecimentos das Neurociências sobre o cérebro infantil (6).

Aplicando os conhecimentos das Neurociências na sala de aula

A construção de pontes entre as Neurociências e a Educação já está viabilizando o trânsito livre e intenso de informações que, por fim, resultará na transformação histórica da prática pedagógica (4).

A interpretação e aplicação adequada das pesquisas em sala de aula, bem como suas implicações para o aumento da eficácia do ensino são muito bem vindas pelos educadores que procuram maneiras de dar vida a currículos cada vez mais compactados que devem cobrir as exigências de testes padronizados (7).

Como a neuroimagem funcional e a genômica contribuem para o conhecimento de como o cérebro funciona? De que forma a pesquisa em Neurociências já vem provocando impacto sobre o ensino e a aprendizagem ao redor do mundo? De que forma as emoções, as habilidades de ajuste psicossocial e resiliência influenciam o aprendizado? Que evidências comprovam a correlação entre capacidade de adiar recompensas, funções executivas e desempenho escolar? Como o cérebro da criança adquire suas habilidades de linguagem e cálculo? Como processa quantidade e números? O que é criatividade e como desenvolvê-la? De que forma as artes contribuem para o desenvolvimento do cérebro da criança? Muitas dessas questões já têm resposta com implicações imediatas para a prática pedagógica (8), outras ainda necessitam investigações como as propostas no presente estudo.

Cérebro, funções executivas e aprendizado

O que as crianças precisam para ser bem sucedidas no processo de aprendizagem?

A literatura aponta como resposta a aquisição e desenvolvimento de cinco habilidades especiais: criatividade, memória de trabalho, flexibilidade, auto-controle e disciplina (todas diretamente relacionadas à habilidade de adiar recompensas).

Criatividade que permita à criança pensar e encontrar soluções inovadoras para atingir suas metas e resolver problemas. Memória de trabalho (ou de curto prazo) que viabilize manter “on demand” uma quantidade enorme de dados, manipulá-los e interconectá-los de forma que auxilie na compreensão de novas informações e resolução de problemas. Flexibilidade para apreciar diferentes perspectivas e alternativas para a resolução de problemas e se ajustar a diferentes contextos, por exemplo, sociais e de aprendizagem. Autocontrole suficiente para resistir às tentações, distrações e impulsos, e tornar possível o adiamento de recompensas. Os líderes do amanhã devem ter disciplina suficiente para focar, perseverar e automonitorar seu desempenho, pensamento e ações.

Todas essas habilidades acima descritas são denominadas funções executivas (FE), um conjunto de funções altamente sofisticadas, processadas no cérebro pelo córtex pré-frontal e que se desenvolvem a partir do nascimento até o início da idade adulta e permitem aos indivíduos desempenhar ações voluntárias com autonomia e organização para atingir metas específicas.

As FE são classificadas em: planejamento, organização, velocidade de processamento da informação, controle emocional, controle inibitório, automonitoramento, memória operacional, iniciativa, flexibilidade e metacognição. Tais habilidades estão diretamente relacionadas a consequentes ações de antecipação, julgamento, autoconsciência, autocontrole, tomada de decisões, resolver problemas e adiar recompensas.

As FE são mais importantes para o bom desempenho na escola do que o quociente de inteligência (9)e são capazes de predizer as competências em matemática e leitura
ao longo de todos os anos escolares (10). No entanto, as FE não são apenas importantes para o melhor desempenho acadêmico, evidências apontam também para o seu papel crucial em outros desfechos ao longo da vida, como sucesso na carreira (11), no casamento (12)e saúde física/mental (13, 14). Crianças que entre 3 e 11 anos de idade apresentam dificuldades de autocontrole (manifesto por menor perseverança, maior impulsividade e pobre atenção), ao chegarem aos 30 anos de idade apresentam maior risco de ter pior saúde geral, menores salários e maior número de atos criminosos quando comparadas a controles com habilidade de autocontrole normal (riscos ajustados  para o QI, gênero, classe social e outras variáveis) (15).

De que forma estimular, desenvolver e reabilitar FE em crianças?

As evidências científicas apontam para seis formas de abordagem eficazes no desenvolvimento das FE em crianças a partir de intervenções em casa e na escola: treinamento computadorizado (Cogmed®) (16-19), jogos não-computadorizados ou híbridos (20), atividades aeróbicas (21), artes marciais (22), meditação/ioga (23)e currículos escolares (14).

Entre os currículos escolares que estimulam as FE temos o Tools of the Mind (“Ferramentas da Mente”) que é dirigido a pré-escolares e desenvolvido por Bodrova &
Leong (24)com base no trabalho de Vygotsky que enfatizou a importância da simulação do jogo social no desenvolvimento precoce das FE (25). O outro é o Montessoriano, que não se refere diretamente às FE mas ao que denominam "normalização", ou a mudança da criança de uma condição de impulsividade e desatenção para outra de autodisciplina, independência, ordem e tranquilidade. Um estudo longitudinal bem desenhado  que acompanhou crianças dos 5 aos 12 anos de idade que cursaram escola com  currículo Montessoriano, mostra um melhor desempenho em FE, leitura e matemática, além de maiores habilidades de criatividade e melhor consciência de justiça comparado às crianças controles (que estudaram em escolas com currículo diverso) (26).

Com estratégias e filosofia diversas dos currículos acima citados, dois programas de complementação curricular mostraram-se eficazes no aprimoramento de FE. O PATHS (Promoting Alternative Thinking Strategies) (27)que tem como foco a capacitação de professores no desenvolvimento de competências da criança em autocontrole, reconhecimento e manejo dos sentimentos, e resolução de problemas interpessoais. O outro é o CSRP (Chicago School Readiness Project)(28, 29)com foco também no controle comportamental e redução do estresse e treinamento dirigido às crianças (não aos professores), por equipe de profissionais de saúde mental. Em estudo controlado e randomizado, o método mostrou-se eficaz no desenvolvimento de atenção, controle inibitório, vocabulário, nomeação, cálculo e raciocínio lógico em comparação aos controles (30).

A diversidade do desenvolvimento e do cérebro infantil

Estudos populacionais transversais e longitudinais (coortes que acompanham a criança desde o nascimento até o final da adolescência) que aplicaram baterias de testes neuropsicológicos ou instrumentos de avaliação ecológica de FE contribuem com evidências científicas que vão de encontro a um conceito bastante difundido entre os educadores, de que cada criança tem o seu ritmo de aprendizado e divergem bastante em suas habilidades e dificuldades. Essas evidências da diversidade do desenvolvimento infantil permite-nos questionar se o tradicional modelo “one fits all” de ensino seria o melhor para atender as crianças de hoje, profundamente inseridas em um mundo globalizado e informatizado.

A eficácia de práticas pedagógicas que contemplam essa diversidade pode ser verificada no sucesso fenomenal da Khan Academy e suas flip-classrooms que muda drasticamente a figura do professor e a dinâmica do processo de aprendizagem, tradicionalmente passivo, para consistentemente interativo, respeitando os mandamentos da era digital, segundo os quais a informação deve ser relevante, útil, divertida e de aplicação na vida real.

Outro conceito que sustenta as evidências de diversidade no desenvolvimento infantil é o de que existem períodos críticos de aprendizagem ao longo da infância até o final da adolescência, com ampla variabilidade nas habilidades que vão progressivamente se tornando mais especializadas e sofisticadas. Basicamente se dividem em três períodos ou ondas, a primeira de desenvolvimento dos sentidos (sobretudo visão, audição, tato), a segunda da linguagem (símbolos e ideias, interação social e fala) e a terceira das funções cognitivas superiores (FE, inferências, leitura, matemática, lógica, estratégias de pensamento e, posteriormente, pensamento crítico e reflexivo). Essas últimas ondas ou períodos críticos nunca mais se fecham inteiramente.

Em 2010 a renomada academia de Ciências do Reino Unido, a Royal Society of London, criou o Projeto Brain Waves que culminou com a publicação de uma série de documentos sobre as implicações do progresso das Neurociências para a Sociedade e a Educação (http://royalsociety.org/policy/projects/brain-waves/). No segundo módulo encontra-se uma farta documentação sobre a diversidade no desenvolvimento infantil e suas implicações sobre a Educação (Neuroscience: implications for education and lifelong learning).

Referências                                                                                              

  1. Bennett KP, LeCompte MD. How schools work: A sociological analysis of education. New York: Longman; 1990.
  2. Lillard AS. Montessori: the science behind the genious. New York: Oxford University Press; 2008.
  3. Levi-Montalcini R. Towards a new pedagogical and didactic approach. In: Battro AM, Fischer KW, editors. The Educated Brain Essays in Neuroeducation. Cambridge, UK: Cambridge University Press; 2008. p. xxi-xxiv.
  4. Battro AM, Fischer KW, Léna PJ. Preface. In: Battro AM, Fischer KW, editors. The Educated Brain Essays in Neuroeducation Cambridge, UK: Cambridge University Press; 2008.
  5. Grigorenko EL. How Can Genomics Inform Education? Mind, Brain, and Education. 2007;1(1):20-7.
  6. Shonkoff JP, Phillips DA. From neurons to neighborhoods: The science of early childhood development. Washington, DC: National Academy Press 2000.
  7. Willis J. The current impact of neuroscience on teaching and learning. In: Battro AM, Fischer KW, editors. The Educated Brain: Essays in Neuroeducation Cambridge, UK: Cambridge University Press; 2008.
  8. Sousa DA. Introduction. In: Battro AM, Fischer KW, editors. The Educated Brain Essays in Neuroeducation Cambridge, UK: Cambridge University Press; 2008.
  9. Blair C, Razza RP. Relating effortful control, executive function, and false belief understanding to emerging math and literacy ability in kindergarten. Child Dev. [Research Support, N.I.H., Extramural]. 2007 Mar-Apr;78(2):647-63.
  10. Gathercole SE, Pickering SJ, Ambridge B, Wearing H. The structure of working memory from 4 to 15 years of age. Dev Psychol. [Research Support, Non-U.S. Gov't]. 2004 Mar;40(2):177-90.
  11. Prince M, Patel V, Saxena S, Maj M, Maselko J, Phillips MR, et al. No health without mental health. Lancet. [Research Support, Non-U.S. Gov't Review]. 2007 Sep 8;370(9590):859-77.
  12. Eakin L, Minde K, Hechtman L, Ochs E, Krane E, Bouffard R, et al. The marital and family functioning of adults with ADHD and their spouses. J Atten Disord. 2004 Aug;8(1):1-10.
  13. Dunn JR. Health behavior vs the stress of low socioeconomic status and health outcomes. Jama. [Comment Editorial Research Support, Non-U.S. Gov't]. 2010 Mar 24;303(12):1199-200.
  14. Diamond A, Lee K. Interventions shown to aid executive function development in children 4 to 12 years old. Science. [Research Support, N.I.H., Extramura Review]. 2011 Aug 19;333(6045):959-64.
  15. Moffitt TE, Arseneault L, Belsky D, Dickson N, Hancox RJ, Harrington H, et al. A gradient of childhood self-control predicts health, wealth, and public safety. Proc Natl Acad Sci U S A. [Research Support, N.I.H., Extramura Research Support, Non-U.S. Gov't]. 2011 Feb 15;108(7):2693-8.
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  20. Mackey AP, Hill SS, Stone SI, Bunge SA. Differential effects of reasoning and speed training in children. Dev Sci. [Research Support, N.I.H., Extramural Research Support, Non-U.S. Gov't Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.]. 2011 May;14(3):582-90.
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  24. Bodrova E, Leong DJ. Tools of the Mind: The Vygotskian approach to early childhood education. . 2nd. ed. New York: Merrill/Prentice Hall; 2007.
  25. Vygotsky LS. Mind in society: The development of higher psychological processes. . Cambridge: Harvard University Press; 1978.
  26. Lillard A, Else-Quest N. The early years. Evaluating Montessori education. Science. 2006 Sep 29;313(5795):1893-4.
  27. Kusché CA, Greenberg MT. The PATHS Curriculum. . Seattle: Developmental Research and Programs; 1994.
  28. Raver CC, Jones SM, Li-Grining C, Zhai F, Bub K, Pressler E. CSRP's Impact on low-income preschoolers' preacademic skills: self-regulation as a mediating mechanism. Child Dev. [Multicenter Study Randomized Controlled Trial Research Support, N.I.H., Extramural Research Support, Non-U.S. Gov't]. 2011 Jan-Feb;82(1):362-78.
  29. Raver CC, Jones SM, Li-Grining CP, Metzger M, Smallwood K, Sardin L. Improving Preschool Classroom Processes: Preliminary Findings from a Randomized Trial Implemented in Head Start Settings. Early Child Res Q. 2008;63(3):253-5.
  30. Zhai F, Raver CC, Jones SM, Li-Grining CP, Pressler E, Gao Q. Dosage effects on school readiness: evidence from a randomized classroom-based intervention. Soc Serv Rev. [Historical Article]. 2010;84(4):615-55.

 

 

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