Nuevo “casco eléctrico” regula la velocidad de aprendizaje

A todos los estudiantes les gustará esta noticia: es posible manipular la capacidad de aprendizaje, para aprender más rápido o lo contrario, aplicando una corriente eléctrica leve en el cerebro.

Esto es lo que ha revelado un estudio realizado por los psicólogos Robert Reinhart y Geoffrey Woodman, de la Universidad Vanderbilt‎ (EEUU), en el que se analizó la corteza frontal media del cerebro, un área que forma parte de una red de regiones cerebrales conocida como Default Mode Network y vinculada a funciones de introspección.

Los científicos creen que esta área es la que nos permite darnos cuenta de que nos hemos equivocado en algo. Estudios previos habían indicado que un pico de voltaje negativo se produce en la corteza frontal medial cuando una persona comete un error, pero no se sabía por qué.

Los científicos eligieron esta región del cerebro porque querían probar si ese “pico de voltaje” influía en el aprendizaje, dado que permite al cerebro aprender de nuestros errores, y si podía regularse de forma artificial, informa la Universidad Vanderbilt en un comunicado.

Reinhart y Woodman se propusieron en concreto comprobar lo siguiente: En primer lugar, querían establecer si es posible controlar la respuesta electrofisiológica del cerebro a los errores.

En segundo lugar, si dicha respuesta puede regularse -en sentido ascendente o descendente- de manera intencionada, en función de la dirección a la que se aplica en el cerebro una corriente eléctrica. Además, los investigadores querían determinar la duración del efecto conseguido, y si sus resultados podían generalizarse a otras tareas.

Cinta elástica con electrodos para la cabeza

Para ello, aplicaron durante 20 minutos a un grupo de voluntarios una técnica de estimulación cerebral no invasiva destinada a la modulación de la excitabilidad cortical: la estimulación transcraneal de corriente directa ( tDCS ).

Lo hicieron usando una cinta elástica con dos electrodos que llevaban la electricidad a dos partes de la cabeza: la mejilla y la coronilla. La corriente, muy leve, viajó entre un electrodo de polaridad positiva (ánodo) a través de la piel los músculos, los huesos y el cerebro, y otro electrodo con polaridad negativa (cátodo).

Se dieron tres sesiones de tDCS a cada uno de los participantes, y en cada una de ellas éstos recibieron, de forma aleatoria, bien una corriente anódica o de tensión positiva entre cátodo y ánodo (que se desplazaba desde el electrodo de la coronilla hasta la mejilla) bien una corriente catódica o de signo negativo (desde la mejilla hasta la coronilla) bien una simulación de la sensación física de hormigueo que producían los electrodos, pero que no afectaba al cerebro (una falsa estimulación). Los sujetos fueron incapaces de distinguir la diferencia entre estas tres corrientes.

Tras 20 minutos de estimulación, se pidió a los voluntarios que realizaran una tarea de aprendizaje que implicaba averiguar, mediante prueba y error, si las teclas de un controlador de juegos se correspondían con colores específicos mostrados en una pantalla.

La tarea se complicaba porque con la aparición esporádica en pantalla de una señal a la que no debían responder. Para mayor dificultad, los voluntarios contaban con menos de un segundo para dar las respuestas correctas. Esta condición proporcionó muchas oportunidades para cometer errores y, en consecuencia, para que la corteza frontal media se activase.

Efectos en el aprendizaje

Los investigadores midieron la actividad eléctrica del cerebro de cada participante durante esta prueba, lo que les permitió, por una parte, ver cómo el cerebro cambiaba en el preciso instante en que se cometen errores. Por otra, lo que es más importante, les permitió determinar cómo esta actividad cerebral variaba como consecuencia de la estimulación eléctrica.

Descubrieron así que la corriente eléctrica aplicada al cerebro hizo que los participantes se volvieran más cautos, menos propensos a cometer errores y más adaptables a situaciones nuevas o cambiantes.

Sin embargo, hubo diferencias entre los efectos de ambas corrientes: al aplicar la corriente anódica o positiva, el pico de actividad electrofisiológica en la corteza frontal media fue casi dos veces mayor como media, y significativamente mayor en la mayoría de los participantes (aproximadamente del 75%). Consecuencia: los voluntarios cometieron menos errores y aprendieron de sus errores más rápidamente de lo que lo hicieron tras el estímulo simulado o falso.

Sin embargo, cuando se aplicó una corriente catódica, se observó el resultado opuesto: el pico de dicha actividad electrofisiológica fue significativamente menor y los sujetos cometieron más errores y tardaron más tiempo en aprender la tarea.

Según Woodman, la tasa de éxito del aprendizaje derivado de la aplicación de la corriente anódica “es mucho mejor que la observada en estudios con fármacos u otros tipos de terapia psicológica”. Por último, los investigadores constataron que los efectos de una estimulación de 20 minutos se transferían a otras tareas y duraron unas cinco horas.

Mejorar las capacidades matemáticas

Los resultados de la presente investigación concuerdan en cierta medida con los arrojados en un estudio de 2010 realizado por científicos de la Universidad de Oxford (Reino Unido). En éste se demostró que la aplicación de corrientes eléctricas leves en el cerebro puede aumentar las capacidades matemáticas humanas por un periodo de seis meses.

En aquella ocasión, los científicos aplicaron las corrientes eléctricas al lóbulo parietal‎ de una serie de estudiantes, mejorando de esta forma sus capacidades de procesamiento numérico automático y de ubicación espacial de números.

Ya se sabía que lesiones en el lado izquierdo lóbulo parietal pueden provocar trastornos en el lenguaje, dificultad para leer y dificultad para realizar cálculos matemáticos.

Pero la estimulación eléctrica se puede usar también para “desaprender”. Tal y como demostró una investigación realizada en la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla con ratones, activando eléctricamente dos zonas del cerebro -la corteza cerebral y el hipocampo- se puede borrar la memoria a corto y largo plazo, de manera independiente.

Referencia bibliográfica:

R. M. G. Reinhart, G. F. Woodman. Causal Control of Medial-Frontal Cortex Governs Electrophysiological and Behavioral Indices of Performance Monitoring and Learning. Journal of Neuroscience (2014). DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5421-13.2014.