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AULA 2 NEUROEDUCAÇÃO E NEURODIDÁTICA: COMO O CÉREBRO APRENDE Profª Susane Garrido 2 CONVERSA INICIAL Como potencializar as Funções Cognitivas Humanas As funções cognitivas humanas são as precursoras nos processos de pensamento e norteadoras dos processos cognitivos e de aprendizagem. Sem o entendimento do desenvolvimento das funções cognitivas humanas, as aprendizagens tendem a uma ou outra função, como as memórias, por exemplo, em detrimento das demais. Nesta aula serão abordados conceitos básicos como o da cognição humana e as funções cognitivas derivadas, a percepção, a percepção visual, as memórias e a abstração. TEMA 1 – COGNIÇÃO A cognição nas neurociências é vista como um processo multidimensional e interdisciplinar, que envolve parte e todo, o indivíduo e as sociedades, e todos os aspectos subjacentes e ou incorporados a este indivíduo cognoscente, como os artefatos culturais, psicológicos, biológicos entre tantos outros. Assim, não basta aprender. O processo é mais e mais complexo, pois além de aprender, é preciso conhecer o que se aprende e pensar sobre o que se conhece. A cognição passa ser um processo de extrema relevância para todos os demais. Entretanto, para a cognição acontecer é preciso um cérebro, com uma mente em condições de pensar, e não só de aprender, embora a aprendizagem seja fator preponderante para a sobrevivência da espécie. No entanto, não é ela em si que faz com que as tomadas de decisão para a evolução humana ocorram, a cognição e o pensamento é que geram estas possibilidades. Assim, o ato cognitivo do ponto de vista evolucionista é um processo reverso, ou seja, de desmonte e de inter-relação entre o todo e suas partes para sua compreensão e, portanto, funcionamento. Essa premissa é contrária às comportamentalistas, que partem do entendimento daquilo que está pronto para então compreender como tudo deve ser. Nesse novo cenário, a cognição começa com um cérebro captando a informação que chega como símbolos ou como cômputos (se já as processamos em algum momento). A partir daí ela percorre um meio de alta complexidade, lidando com nossas sensações, desejos, crenças, conhecimentos anteriores, 3 memórias, até tornar-se algo sináptico, de fato, e constituir-se como uma nova rede cognitiva. Compreender a cognição humana requer um entendimento anterior sobre a complexidade, como sendo uma das teorias possíveis de explicação, ou, ao menos, a que mais se aproxima da própria complexidade engendrada na fenomenologia da cognição humana. De acordo com Garrido (20016), a complexidade como teoria do Complexus de Morin é um pensamento desprovido de certezas e verdades científicas, uma abordagem não-linear que não condiciona efeitos a causas e nem causas a efeitos. Dessa forma, ancora-se na diversidade e na complementaridade dos conhecimentos, das pessoas e das culturas. O cérebro cognitivo carregado dos condicionantes emocionais (memórias e percepções), intuitivos (a relativização do tempo), dedutivos (abstrações) e criativos (imaginações e ilusões) obriga-se a constantes tomadas de decisões, em prol da sobrevivência a curto e longo prazos; a longo prazo, o que significa a realização de sinapses; a curto prazo, a evocação das memórias previamente construídas. O desenvolvimento cognitivo humano gera-se e é gerado a partir das interrelações entre os indivíduos, do restante da natureza da qual fazem parte, e de suas próprias criações. O conhecimento é, portanto, um fator subjacente à natureza humana, bem como potencializador da própria humanidade, no sentido de seu desenvolvimento, independentemente da caracterização de intenções (se boas ou más). A fenomenologia da virtualidade/virtualização a que estamos inseridos não é elemento novo nos cenários cognitivos humanos como como pensa o senso comum; se for interpretada a partir de conceitos de origem, como o conceito filosófico de Heráclito, o significado é a expansão do status quo, a potencialização e sentido de renovação, a partir do que se experimenta (Garrido, 2012, p. 75). TEMA 2 – MEMÓRIAS Um dos maiores neurocientistas da história, Iván Izquierdo, possui uma vasta pesquisa no campo das memórias e atribui a elas e a seus desenvolvimentos boa parte da evolução humana. De acordo com Izquierdo (2002), há basicamente dois tipos de memórias: as de trabalho e as de arquivo. As memórias de trabalho são de processamento rápido e não acarretam armazenamentos de informação; já as memórias de 4 arquivo classificam-se entre declarativas (explícitas e moduladas pelas emoções e pela psique) e procedurais (implícitas, de habilidades motoras, hábitos, que não necessitam de processamento cognitivo para ocorrerem). As memórias explícitas exigem teor cognitivo consciente, pois utilizam comparações e avaliações. O funcionamento das memórias explícitas e implícitas envolve um bom desenvolvimento e funcionamento do córtex pré-frontal e da memória de trabalho. Tanto Meyer (2002) quanto Kandel (2000) afirmam que a memória procedural ou implícita não possui necessidade da existência de processos cognitivos para ocorrer, pois funciona automática e reflexivamente como as habilidades motoras e perceptivo-sensoriais. Forma-se no curso das repetições e não é expressa em palavras. De um ponto de vista mais cognitivo, o funcionamento dessa memória sugere que aspectos que facilitam o condicionamento clássico nos indivíduos processam-se nela. Um aspecto de extrema relevância no tema da Cognição é a consideração de que a memória (no singular, em acordo ao senso comum) é uma entidade não estática, não precisa e não exata, ou seja, não confiável em termos descritivos. Isso significa que a recordação da realidade não é em si a própria realidade, como um evento descritivo, uma vez que a própria percepção da realidade não o é também; o cérebro faz ajustes nas informações para poder reconhecê-las. Pode- se dizer que a linguagem humana está associada a essa memória (explícita), pois no cérebro frontal, na região de Broca, há conexão para aquisição da linguagem, permitindo sua repetição. As memórias possuem inúmeras funções na cognição humana, uma delas é o armazenamento de informações em geral, o que produziu durante muitos anos de behaviorismo a correlação com a inteligência: quanto mais armazenamento maior a inteligência; outra função das memórias é a capacidade específica de aquisição de linguagens dos seres humanos. A cognição, nas teorias behavioristas ou comportamentais da mente, utiliza a memória para armazenamento e para evocação da informação, ou seja, a explicitação do armazenamento. As expressões individuais tiveram pouco desenvolvimento durante essa tendência histórica da educação, porque a padronização cognitiva sempre fora o principal ensejo, e era possível por meio da utilização da memória com a analogia da repetição. Conforme Garrido (2005 e 2012), Piaget associa a memória à percepção (definida neste cenário computacional como a “representação de uma sensação”), 5 para o desenvolvimento cognitivo. Nesse sentido, as transformações de percepção (ou o denominado movimento) dependem da existência da memória, ou seja, um novo conhecimento precisa de um pré-conhecimento para ser construído. Essa correlação é também muito pertinente nas ideias de Ausubel para a teoria de Aprendizagem Significativa na denominação dos subsunçores, que agem como ancoradouros para novas ideias. TEMA 3 – PERCEPÇÃO Para a epistemologia genética de Piaget, a cognição se dá a partir das estruturas mentais dos sujeitos e de suas interações com o mundo. Assim, a percepção (Piaget,1995) é um sistema de relações organizadas, cujo equilíbrio depende de fatores como as sensações (do ponto de vista fisiológico – evidenciando, portanto que a sensaçãonão é, em si, a percepção), assim como de percepções anteriores (guardadas na memória, tal como Meyer, 2002, também contempla em sua biofilosofia) e obviamente das percepções reais (atuais). Já sob uma perspectiva mais neurocognitiva evolucionista, as memórias são interdependentes de uma das principais funções cognitivas humanas, para a aprendizagem, a percepção. Pensar é computação, e a tendência é a ampliação dos espectros cognitivos, devido a seus atributos superiores, compreendendo a cultura, ainda como forte interferente nesse processo evolutivo, entretanto, não um fator definitivo (Pinker, 2000). De acordo com o biofilósofo Meyer (2002), a percepção é uma função processual que ocorre em etapas e em regiões diferentes do cérebro, a partir de neurônios associativos que se integram e se comunicam com demais módulos do cérebro, abrangendo um processo que provém da “sensação” rumo à construção de significados. Os processos de percepção e de significação são de natureza individual, ou seja, não possuem padrões nem entre indivíduos e nem para o próprio indivíduo. A aptidão para categorização de sensações e para recepção de estímulos é algo próprio de cada ser humano. Daí emergem o pensamento e a linguagem, uma das funções de maior relevância pelos estudos das neurociências cognitivas e computacionais da mente. Entretanto, a percepção é uma função que codepende do fator sensorial para ocorrência, pois ela é o processo pelo qual o ser humano absorve o mundo exterior utilizando seus receptores sensoriais, os cinco sentidos, olfato, paladar, 6 visão, audição e tato, juntamente com os ruídos que emanam desse mundo e do próprio sujeito, com todas as suas emoções e memórias. A partir disso, mobilizam- se competências (inatas e adquiridas) para então, construir-se a representação. A representação é uma síntese cognitiva dotada de qualidades como globalidade, coerência, constância e estabilidade. Se não estivesse submetida às impressões teinianas, tremeria com os movimentos da cabeça e dos olhos; cresceria ou encolheria segundo a distância; deformar-se-ia segundo as mudanças de ângulo. Então seria o mundo que se movimentaria e modificaria sem parar, perdendo a consistência. As qualidades organizadoras (estabilidade, coerência e constância) dão, portanto, ao mundo a sua consistência e permitem ao olhar, [...] tomar em consideração este mundo estável, coerente, constante e realizar a cada instante análises (distinções, seleções, focalizações, estudos de detalhe) e sínteses (totalização, globalização, contextualização) (Morin, 2005, p.119). Mesmo com todo o aparato de processamentos complexos que a percepção como função possui, nem toda percepção leva, necessariamente, a uma ação de representação com significado, pois este processo codepende de inúmeras variáveis, como o desenvolvimento e estágio dos esquemas mentais individuais, das atividades sinápticas de cunho neuronal, e até das escolhas no âmbito da tomada de decisões. De qualquer forma, a percepção visual ganha um espaço notório com relação à evolução humana, na medida em que ela foi e ainda é a principal responsável pela adaptação dos seres humanos ao planeta. O fundamento darwinista está na ideia de que nossos ancestrais viviam em árvores para se protegerem de outros animais maiores e mais fortes na cadeia alimentar, não descendo, literalmente, dessas árvores, ao chão. A camuflagem feita naturalmente pelas folhas das árvores e galhos manteve esse ancestral caminhando durante milhares de anos em um “chão superior” que não era verdadeiramente o solo. Ao cair da árvore, provavelmente, esse ser passou a ampliar seu espectro de visão, desenvolvendo outra dimensão (a profundidade) além daquela a que estava submetido nas árvores. Saiba mais Assista ao vídeo sobre Funções cognitivas, presente no link <https://youtu.be/lJEl2kAURjs>. 7 TEMA 4 – PERCEPÇÃO VISUAL E ILUSÕES Para os evolucionistas das neurociências, tudo começa a mudar a partir da percepção visual, mas antes é preciso compreender por que esta tese é elaborada a partir do funcionamento do olho humano: A visão começa quando um fóton se reflete de superfície e atravessa rapidamente a pupila por uma linha para estimular um dos fotorreceptores (bastonetes e cones) [...] O receptor transmite um sinal neural ao cérebro, e a primeira tarefa do cérebro é descobrir de que parte do mundo veio esse fóton. Infelizmente, o raio que define a trajetória do fóton estende-se ao infinito. E tudo o que o cérebro sabe é que o retalho que o originou encontra-se em algum lugar ao longo do raio. O cérebro não sabe se ele está a uma distância de um metro, um quilômetro ou muitos anos-luz (Pinker, 2000, p. 231). Assim, o cérebro realiza um processo de suposição sobre onde o objeto visualizado pode estar, o que faz com que a visão (assim como os demais sentidos ou sensoriais humanos) não seja independente de outras operações mentais realizadas para ajustes pelo cérebro humano. O processo de situação ou visualização espacial é uma das etapas do processo da percepção visual, o qual exige o trabalho das memórias, da abstração (para fins de cálculo) e de demais atributos mentais e psicológicos que cada um carrega dentro de si. Na Física, o processo de visualização de um objeto dá-se por meio de um fenômeno chamado de ótica invertida. Esse vem a ser, para o cérebro, um problema (teoricamente) sem solução, porém, na prática, factível, pois o cérebro é capaz de deduzir (supor) a forma e a substância do objeto a partir de sua projeção. Esse processo se dá mais ou menos assim: os raios de luz incidem sobre a córnea, onde são refratados, para depois atravessarem uma câmera anterior, onde tem o humor aquoso, para então atingirem o cristalino e o humor vítreo. O trabalho do cristalino a partir daí é convergir os raios incidentes do humor vítreo até a retina. A retina é a membrana mais interna do globo ocular, onde temos as células da visão. Nela a imagem é formada e transformada em impulsos que irão atravessar o nervo óptico, chegando ao cérebro. Essa imagem se forma invertida, devido a um fenômeno que nossos olhos engendram, chamado de paralaxe binocular, que sinteticamente quer dizer que 8 um olho não vê a mesma coisa que o outro, e por isso acaba tendo que ajustar a imagem, para depois de fato, visualizá-la. No estágio de percepção das formas, Piaget afirma: […] antes de a criança ser capaz se imaginar, em pensamento, perspectivas ou medir objetos através de operações efetivas, já está apta a perceber projetivamente e estabelecer, através da percepção, apenas certas relações métricas implícitas; além do mais, as formas que ela percebe (...) estão muito avançadas em relação à possibilidade de reconstruir essas mesmas (Piaget; Inhelder, 1993, p. 28). 4.1 A perspectiva das ilusões: suposições e camuflagens Mesmo o cérebro calculando ajustes para visualização das formas no espaço, somos presas também de outra fenomenologia cognitiva, que chamamos de ilusões. Segundo Pinker (2000), a violação das suposições pode ocorrer durante todo o processo da visão, basta haver uma interferência idêntica à imagem de um objeto que o cérebro está tentando verificar para que ele confunda as informações. Portanto, ver e perceber o que se vê não é definitivamente um processo simples. Além de nossa bagagem biológica e genética, além de nossas construções anteriores como memórias e condicionantes emocionais, temos que, durante todo nosso percurso evolutivo, realizar tarefas que envolvem a física para podermos ver e compreender o que estamos vendo. Portanto, a percepção visual é um processo que evolui conforme a idade e codepende de muitas variáveis. Essa perspectiva de complexidade e ao mesmo tempo de grande evolução que a visão carrega corrobora a dificuldade denominada por Piaget de união de duas hipóteses:uma verdadeira (também defendida por Pinker), que afirma que o espaço (a ser construído) é influenciado por mecanismos perceptivos e motores, e uma falsa, que afirma que a representação (ou a intuição geométrica) se limita apenas a registrar tal construção sensório-motora. Se a representação (significação do que se percebe, visto anteriormente no item da percepção) da percepção visual fosse simplesmente um registro do que se visualiza, constatar-se-ia que o cérebro possui um reconhecimento prévio das imagens, o que é outra hipótese falsa. Uma das comprovações mais influentes de que a percepção visual é um ato cognitivo e não apenas sensorial é a fenomenologia da camuflagem, que consiste em manter imperceptíveis os limites de imagem entre um objeto e o fundo onde ele se encontra, uma técnica bastante utilizada pela espionagem. Entretanto, 9 o cérebro é capaz de perceber e decifrar estas diferentes e tênues nuances de cor, espessura, tamanho e/ou espectro da camuflagem. TEMA 5 – ABSTRAÇÃO A abstração como função cognitiva é uma função mais complexa que a percepção e depende dela, assim como das memórias para ser desenvolvida. Já em 1798 a abstração era tema de grande interesse. Condillac (citado por Cuvillier) afirmava que o processo abstrato tinha início já na percepção, pois, “com efeito, nossos sentidos decompõem cada objeto”, ou seja, esta função era vista como um processo matemático e de decomposição, como uma boa analogia. Para melhor compreender a ideia de decomposição, ela propõe a recriação dos cenários a partir de suas partes, ou seja, ao abstrair, o indivíduo capta o todo, mas para entendê-lo, separa-o em partes e o recalcula a partir de operações mais simples. Na matemática, isso equivale a decompor a multiplicação em pequenas somas. Dando um salto cronológico na história, aparece Piaget como um dos maiores autores que pesquisou a abstração humana, classificando-a, basicamente, em dois tipos: a abstração empírica, relacionada aos aspectos ou fenômenos materiais da ação, como para “os objetos”; e a abstração reflexionante, relacionada à reflexão e a todas as atividades cognitivas do sujeito, a fim de proporcionar possibilidades de novas adaptações e decisões (Piaget, 1995). A abstração empírica está intimamente ligada a níveis mais físicos, o processo depende dos instrumentos de assimilação do sujeito, oriundos dos esquemas sensório-motores (no caso da criança) e dos esquemas conceituais/cognitivos e visam captar e reconhecer um objeto a partir de uma espécie de reorganização e posterior enquadramento de suas formas pré- conhecidas. Conforme Garrido (2016), os esquemas1 têm a ver com as conexões presentes entre os estímulos e as respostas, pois envolvem o processamento de cada tipo de resposta, como o envolvimento das classes, das regularidades, das dominâncias, entre outros aspectos. 1 Esquemas são estruturas mentais ou cognitivas pelas quais os indivíduos organizam intelectualmente suas aprendizagens ou novas tomadas de decisão. Os processos de assimilação de acomodação das novas informações são os responsáveis pela evolução dos esquemas (sensório-motores) “da criança”, para os esquemas cognitivos “dos adultos”. 10 A abstração reflexionante codepende da captação da abstração empírica do indivíduo (formas, movimentos, cores etc.) para poder reconstruir, recriar e modificar o observado em novas ações. A abstração reflexionante possui dois constituintes de seu processamento: o reflexionamento e a reflexão. O reflexionamento refere-se àquilo que ocorre depois da absorção da ação ou do fenômeno como suas conceituações; a reflexão refere-se à reordenação dos elementos extraídos anteriormente com as novas situações. Há ainda outras duas abstrações: a abstração refletida ou pensamento reflexivo, uma vez que a reflexão é “obra do pensamento” (Piaget, 1995, p. 6); e a abstração pseudo-empírica, que trata do processo de dedução do sujeito apoiado sobre resultados constatáveis. [...] se a leitura destes resultados se faz a partir de objetos materiais, como se tratassem de abstrações empíricas, as propriedades são, na realidade, introduzidas nestes objetos por atividades do sujeito. Encontramo- nos, então, em presença de uma variedade de abstração reflexionante, mas com a ajuda de observáveis ao mesmo tempo exteriores e construídas graças a ela. Ao contrário, as propriedades sobre as quais se refere a abstração empírica existiam nos objetos antes de qualquer constatação por parte do sujeito (Piaget, 1995, p. 6). Saiba mais Assista às duas partes do vídeo Neurociências e Abstração para aprender mais sobre essa função cognitiva. Acessos os links <https://youtu.be/XMkRtrvmtCI> e <https://youtu.be/kHW2t_lP-pI>. 11 REFERÊNCIAS OLHO humano – globo ocular – defeitos da visão. Física e Vestibular. Disponível em: <http://fisicaevestibular.com.br/novo/optica/optica-fisiologica/olho-humano- globo-ocular-defeitos-da-visao/>. Acesso em: 11 set. 2019. CUVILLIER, A. Manuel de Philosophie. Paris: Librairies, Armand Colin, 1950. GARRIDO, S. Modelagem de Observação cognitiva em ambiente digital acompanhada de Impressões eletrofisiológicas. Tese (Doutorado em Informática na Educação) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2005. Disponível em: <http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/13749/000649327.pdf>. 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