Os períodos críticos determinam o que podemos aprender e quando o podemos aprender? Neurocientistas e cientistas sociais estão a sondar os cérebros das crianças para responder a estas importantes questões.
Entre numa loja de brinquedos e verá uma vasta gama de brinquedos educativos para bebés e crianças de tenra idade: lindos pequenos cartões para melhorar as capacidades matemáticas não desenvolvidas, brinquedos de vídeo para guiar os bebés através da leitura, e uma variedade vertiginosa de brinquedos coloridos e macios. Muitas vezes, estes produtos vêm com a mensagem “não tão precisa” de que se não encher o cérebro do seu bebé com “aprendizagem” até aos três anos de idade, ele não alcançará todo o seu potencial.
A ideia de que os primeiros três anos de vida são um período crítico para a aprendizagem explodiu na consciência pública após a conferência da Casa Branca de 1997 sobre “Desenvolvimento da Primeira Infância”. Com base em provas neurobiológicas de que o cérebro infantil continua a desenvolver-se após o nascimento, a conferência identificou a necessidade de uma série de programas para assegurar que as crianças pobres tenham experiências de aprendizagem normais e saudáveis durante toda a sua infância, incluindo os primeiros três anos.
Carla Shaz, uma neurobióloga de desenvolvimento e professora na Divisão de Neurobiologia da Harvard Medical School em Boston, disse: “Não há nenhum neurobiólogo que diga que 0 a 3 anos é o tempo mais importante para aprender, há aqui uma desconexão lógica”.
Embora a mensagem da conferência possa ter sido mal compreendida ou mal aplicada, ela realça realmente a necessidade de uma compreensão científica do papel dos períodos críticos na aprendizagem e no desenvolvimento social. São definidos como ‘janelas de tempo’ quando o cérebro não só se torna adepto de receber certos aspectos da informação, mas precisa realmente desta informação para continuar o seu desenvolvimento normal. O período crítico detalha o desenvolvimento dos sistemas sensoriais no cérebro, particularmente na área da visão. Mas muitos neurocientistas também acreditam que pelo menos algumas das funções do cérebro que são potencialmente importantes para a aprendizagem e pensamento complexos também têm os seus próprios períodos críticos. Existe uma riqueza de provas para períodos críticos, por exemplo na aprendizagem de línguas, onde existe um período crítico claro. William Greenough da Universidade de Illinois em Urbana Champaign diz: “Há de facto períodos críticos no desenvolvimento humano. Existem períodos críticos no desenvolvimento humano, mas existem poucas provas que sustentem a ideia de que existem muitos períodos críticos”.
O que os cientistas concordam é que existem períodos críticos, mas não são tão claros como os relatórios dos meios de comunicação, nem estão tão bem posicionados como os fabricantes de brinquedos educativos. Nenhum dos períodos críticos se fecha de repente, eles param gradualmente. Nem é verdade que os períodos críticos estão limitados aos primeiros três anos; os tipos de aprendizagem que têm períodos críticos, todos têm períodos críticos diferentes. Em muitos casos, a janela parece nunca fechar completamente e a aprendizagem, embora mais difícil, continua na idade adulta. Por este motivo, os investigadores preferem utilizar o termo “período sensível”. A base é que, embora seja mais fácil aprender uma língua ou música quando criança, os adultos também o podem fazer. Peter Huttenlocher, um neurologista pediátrico da Universidade de Chicago, diz: “É normalmente o caso da ciência que a verdade está algures no meio (as duas visões extremas)”.
Perspectiva inicial
Existe sem dúvida um período crítico para algum desenvolvimento cerebral. O exemplo mais famoso vem de David Hubel e Torsten Wiesel da Universidade de Harvard em 1960, que mostraram que se um olho é suturado no início da vida de um gatinho, esse olho é permanentemente cego porque o sistema visual do cérebro perde a entrada visual numa fase importante do desenvolvimento do cérebro. As crianças com estrabismo congénito ou cataratas nos olhos também mostram que existem de facto períodos críticos no desenvolvimento visual humano.
Nas décadas intermédias, vários tipos diferentes de investigação também demonstraram que existem períodos sensíveis para diferentes tipos de aprendizagem no cérebro, com alguma evidência proveniente de neurocientistas que utilizaram a imagiologia cerebral e outras técnicas para estudar as mudanças no cérebro e correlacioná-las com o comportamento e a aprendizagem. Outras provas são puramente comportamentais e provêm da investigação psiquiátrica e educacional.
A investigação nesta área também enfatiza a importância dos primeiros três anos. Por exemplo, estudos psiquiátricos em 1950 descobriram que as crianças estavam emocionalmente apegadas às suas mães ou cuidadoras primárias durante o primeiro ano. Desde então, muitos investigadores têm demonstrado que os bebés que são seguros e cuidadosamente cuidados com a confiança dos seus cuidadores para os proteger e nutrir, e que estes bebés formam melhores relações com os outros mais tarde na vida do que os que estão nos cuidados secundários. Ross Thompson, psicólogo de desenvolvimento da Universidade Lincoln no Nebraska, acredita que a relação de “apego” é tão crucial para a sobrevivência infantil na evolução humana que o período crítico durante o qual ela é formada pode O período crítico para a sua formação pode ter sido programado para o cérebro em desenvolvimento.
O apego é um princípio subjacente importante no estudo de períodos críticos de desenvolvimento emocional em crianças dos 0 aos 3 anos de idade. No entanto, Thompson nota vários estudos em que crianças passam os seus primeiros anos em orfanatos romenos sem o contacto humano normal que permite a criação de laços, sugerindo que a janela para “laços” é maior do que possamos pensar. As crianças que são “resgatadas” aos 4, 5 ou 6 anos de idade podem também formar anexos. No entanto, muitos destes anexos são fracos ou pouco saudáveis e podem ser um sinal de um encerramento gradual do período sensível. No entanto, não há provas de um verdadeiro período de encerramento, e Thompson acredita que não pode ser chamado um período “real” sensível. Outra consideração ao tirar conclusões do estudo do orfanato romeno é que estas crianças foram privadas de muitas maneiras e pode ter havido muitas outras razões substanciais para o seu “apego”.
Um outro estudo de ciências sociais que aumenta a importância dos primeiros três anos é o de Frances Campbell da Universidade da Califórnia e Craig e Sharon Ramey da Universidade do Alabama. Numa análise de mais de 1.000 programas educacionais especialmente concebidos para crianças de famílias relativamente pobres, descobriram que as crianças que frequentaram estes programas desde o nascimento até à pré-escola mostraram uma melhoria significativa no QI e no desempenho escolar (em comparação com o ano anterior). Ramey diz: “Isto prova que as oportunidades perdidas aos 3-5 anos de idade não podem ser compensadas mais tarde na vida”.
O impacto de condições externas complexas no desenvolvimento do cérebro
Ninguém pode definir um período crítico durante o qual o cérebro necessita de um ambiente rico para que ocorram mudanças. Este período é notável porque está associado ao desenvolvimento infantil e pode oferecer esperança às crianças que carecem de educação adequada nos seus primeiros anos de vida. Os profissionais do campo do desenvolvimento infantil descobriram que as crianças culturalmente desfavorecidas se desenvolvem mais lentamente do que as crianças culturalmente enriquecidas, e outros apontaram casos em que os efeitos nocivos de ambientes precocemente desfavorecidos foram invertidos em ambientes mais tarde enriquecidos. No entanto, James Prescott, do Instituto Nacional de Saúde Infantil e Desenvolvimento Humano, acredita que a rápida acumulação de provas de que estes efeitos da criação de ambientes em animais sobre o desenvolvimento cerebral podem ser semelhantes aos das crianças é uma questão a ser seriamente considerada. Ele acredita que este estudo, que encontrou diferentes alterações no cérebro sob diferentes condições de criação, é impressionante e altera a actual crença comum de que apenas um ambiente desfavorecido pode afectar o desenvolvimento cerebral nas crianças.
Os efeitos de qualquer dos tipos de enriquecimento são específicos de cada indivíduo e, sem dúvida, interagem com outros factores como o sexo, a composição genética e o estado nutricional do indivíduo humano. Por exemplo, a tarefa de atribuir ratos da mesma ninhada a ambientes de criação individuais é controlar os efeitos das diferenças genéticas mínimas no desenvolvimento cerebral, que interferem sempre com os efeitos do ambiente de criação. Além disso, há provas de que um ambiente enriquecido pode contribuir de alguma forma para eliminar os efeitos deletérios dos danos cerebrais, desnutrição ou hipotiroidismo em ratos, etc. Sackett observa que alguns ratos criados em ambientes desfavorecidos não apresentam comportamentos anormais, sugerindo que existem factores desconhecidos que interagem com as condições em que os animais são criados e que, em certa medida, mantêm os animais inalterados. O estudo destes factores desconhecidos pode fornecer pistas sobre como reduzir os efeitos da esterilidade e aumentar os efeitos do enriquecimento.
Estabelecemos que o ambiente enriquecido tem efeitos definitivos sobre o cérebro, mas o significado destes efeitos ainda não é claro. Será que estes “muito ratos” têm capacidades avançadas devido a terem mais ligações neurais e, em geral, cérebros mais complexos? A maioria dos investigadores concorda que as mudanças cerebrais após o enriquecimento têm alguns efeitos benéficos nos órgãos cerebrais, mas existe um contra-argumento nos estudos de mudança de comportamento, e até agora não é certo que as mudanças cerebrais sejam responsáveis pelas mudanças de comportamento documentadas experimentalmente. Assim, embora a investigação tenha demonstrado que os ambientes ‘enriquecidos’ no início da vida têm efeitos benéficos no cérebro, Bruer acredita que os resultados foram mal utilizados, particularmente no caso de certos produtos, tais como audiovisuais educativos para famílias de classe média. Ele acredita que, para a maioria das crianças, não há provas científicas de que o “enriquecimento extra” para além do ambiente normal proporcione muitos benefícios. Não só os pais de famílias de classe média são enganados sobre o que oferecer aos seus filhos, mas também a atenção da sociedade é desviada das necessidades das famílias verdadeiramente pobres, que não terminam aos três anos de idade. Para apoiar este ponto de vista, ele cita as experiências em animais amplamente utilizadas que promovem a ajuda educacional para enriquecer o ambiente infantil.
Nos 20 anos de investigação anteriores, Greenough mostrou que ratos criados nos chamados “ambientes complexos” com outros ratos e muitos brinquedos para brincar com ligações neuronais sinápticas formadas nos seus cérebros (em comparação com ratos criados sozinhos em gaiolas de laboratório padrão). Mas Greenough disse que o seu estudo foi mais privação experimental do que enriquecimento, porque o chamado ambiente complexo estava na realidade próximo do ambiente normal de crescimento dos ratos. Ele diz que as suas descobertas implicam que a privação extrema é decisiva, mas não sublinha se o estímulo adicional no ambiente normal é realmente melhor.
Greenough observou também que o seu estudo não estava directamente relacionado com o ambiente enriquecido dos primeiros três anos da infância humana, uma vez que os seus ratos só entraram no ambiente complexo após o desmame, o que equivale aproximadamente a 2,5 a 5 anos de idade em humanos, e esses ratos permaneceram lá até à adolescência. Também, quando os investigadores expuseram ratos adultos a um ambiente semelhante, as suas ligações neurais proliferaram”, diz Greenough. “Com animais jovens, as mudanças ocorrem mais rapidamente, a magnitude é maior, e os efeitos não se perdem facilmente. Vendo estas experiências, apercebemo-nos de que isso mina completamente a noção de que tudo está acabado aos três anos”.
Em conclusão, há ainda uma enorme quantidade a ser descoberta sobre como o cérebro funciona antes de responder à questão de porque é que um ambiente rico pode afectar o cérebro e o que estes efeitos significam para o animal, mas não há dúvida que o desenvolvimento do cérebro está ligado à riqueza do ambiente em que o animal cresce.
Uma janela para a aprendizagem
Enquanto que Ramey-Campbell, e a investigação de Greenough se concentrou na prontidão do cérebro para a aprendizagem, outros investigadores examinaram se existem períodos críticos para certas competências, tais como a música e a língua. Por exemplo, num estudo de imagem do cérebro de músicos de 1995, Thomas Elbert da Universidade de Konstanz na Alemanha e Edward Taub da Universidade do Alabama em Birmingham descobriram que a mão esquerda dos músicos de cordas era mais altamente representada pelas áreas tácteis do cérebro (em comparação com os não-músicos canhotos).
A principal conclusão dos investigadores foi que a capacidade do cérebro para mudar a sua resposta à formação musical se estende bem até à idade adulta. Contudo, descobriram também que os músicos de cordas que começaram a treinar antes dos 12 anos de idade tinham as maiores áreas do cérebro dedicadas à sensação de canhoto, o que pode indicar uma receptividade ao treino musical mais cedo na vida. A diferença no tempo total de formação entre os dois grupos é demasiado pequena para explicar as diferenças quantitativas na organização do cérebro.
Os investigadores que observaram a recepção do cérebro do controlo da aprendizagem de línguas para efeitos de treino, e acreditam ter provas mais claras de que os cérebros jovens podem aprender uma língua tão fluentemente quanto muito poucos aprendentes mais velhos conseguem alcançar. Por outras palavras, existe de facto um período sensível para a aquisição de línguas.
Algumas das provas de comportamento mais fortes provêm de Elissa e colegas, cientistas cognitivos em Newport e na Universidade de Rochester em Nova Iorque. No final dos anos 80, estudaram 46 imigrantes chineses e coreanos para os Estados Unidos, cujas idades de integração em inglês variavam entre 3 e 39 anos. Para descartar um efeito de formação, os investigadores fizeram corresponder a sua utilização do inglês aos temas, e depois reproduziram as suas gravações orais, algumas com erros gramaticais, tais como ordem incorrecta das palavras ou tempo verbal, e perguntaram-lhes se tinham falado as frases correctamente.
Para os nativos, este teste foi menos difícil, mas para os imigrantes, os investigadores encontraram “um declínio sistemático nas respostas correctas em função da idade em que as pessoas chegaram aos Estados Unidos”. Aqueles que chegaram aos Estados Unidos antes dos cinco anos de idade fizeram o mesmo que os nativos, disse Newport, mas “cada grupo depois disso enfraqueceu sistematicamente”, e a curva suavizou-se novamente para aqueles que imigraram depois da adolescência. “Esta é a forma que se esperaria que tomasse um período crítico”.
Pode-se argumentar, diz Newport, que as pessoas que aprendem inglês mais tarde na vida não o aprendem bem porque o período crítico para aprender a língua passou, mas porque os seus anos de experiência com a sua língua materna interferiram gravemente na aprendizagem de outra língua. Para determinar isto, Newport e o seu marido, Ted Supalla, trabalharam num grupo especial de pessoas que não aprenderam nenhuma língua numa idade precoce, que eram surdas, cujos pais ouvintes não usavam a Língua Americana de Sinais (ASL), e que aprenderam ASL aos cinco ou doze anos de idade quando entraram num internato para surdos. Newport e Supalla, que são eles próprios surdos, compararam alunos que começaram a aprender ASL mais tarde com crianças surdas que tinham aprendido linguagem gestual ASL à nascença. Para excluir os efeitos da formação, escolheram pessoas com 50 a 70 anos de idade na altura do teste, e que tinham usado ASL durante pelo menos 48 anos.
Os investigadores testaram a construção e compreensão de frases em ASL, e encontraram os mesmos tipos de imagens que no processo de aprendizagem da segunda língua. Aqueles que só começaram a usar ASL aos cinco anos de idade obtiveram uma pontuação média ligeiramente mais baixa do que aqueles que tinham estado num ambiente ASL desde o nascimento, mas aqueles que não começaram a aprender até aos 12 anos de idade obtiveram uma pontuação ainda mais baixa.
As descobertas comportamentais sobre o desenvolvimento da linguagem são apoiadas pela neurobiologia. A neurocientista Helen Neville, da Universidade de Oregon Eugene, examinou o tecido cerebral de imigrantes chineses e espanhóis que começaram a aprender inglês entre os 2 e 16 anos de idade. Usando imagens do cérebro, ela e os seus colegas observaram padrões de actividade cerebral quando aquelas pessoas ouviram frases com erros gramaticais, como as que também são usadas por Newport. “Entre aqueles que aprenderam inglês mais tarde, mesmo que tenham começado aos quatro anos, encontrámos diferenças na organização do cérebro em resposta à ‘novela’ gramática”, disse Neville. disse Neville. Nos que aprenderam uma segunda língua antes dos quatro anos de idade, a resposta ocorreu inteiramente no cérebro esquerdo, que é a área linguística normal, enquanto que os que aprenderam mais tarde mostraram mais actividade no hemisfério direito. Isto implica que a representação física específica do cérebro difere entre a aprendizagem tardia e precoce da língua.
Estes resultados são consistentes com o que Newport e os seus colegas encontraram quando analisaram a capacidade gramatical. Mas a gramática é apenas um elemento da aprendizagem de línguas; outros elementos incluem a fonologia (o som de uma língua) e a semântica (o significado de uma palavra), que não precisam de ter um período de sensibilidade. Por exemplo, Neville diz que quando ela e os seus colegas observam as respostas do cérebro e do comportamento das pessoas à “semântica inovadora”, ou seja, quando uma palavra numa frase não corresponde ao seu significado, as pessoas que aprendem a língua tardiamente reagem da mesma forma que as que aprendem cedo. Não parece haver um período crítico ou sensível no sentido mais estrito da palavra.
Mesmo para apenas um aspecto da língua, como a fonologia, podem existir diferentes janelas de aprendizagem. Uma parte do discurso tem de ser aprendida muito cedo, enquanto outra parte pode ser
outras partes podem ser gradualmente melhoradas ao longo de um longo período de tempo. Isto significa que a linguagem não é um simples circuito monolítico, semelhante aos sistemas em que uma parte tem um período crítico e uma parte não o tem.
Princípios básicos do cérebro
O cérebro amadurece lentamente na infância, e Neville e outros sugeriram que o ritmo de amadurecimento afecta o tempo dos períodos sensíveis. Por exemplo, o Huttenlocher de Chicago e os seus colegas estudaram as ligações neurais no cérebro postmortem de crianças de diferentes idades. Verificaram que as conexões neurais proliferaram na maioria das regiões cerebrais durante o primeiro ano, após o qual houve um período de alta densidade de conexões neurais, variando de 6 a 12 meses a 5 e 15 anos, dependendo da região. Depois disso, os níveis de conectividade neural começam a diminuir, sendo as áreas visuais as primeiras a perder as suas ligações neurais, seguidas por áreas cognitivas mais elevadas que descem para níveis adultos. Harry Chugani e colegas da Universidade Estadual de Wayne em Detroit utilizaram a tomografia por emissão de positrões (PET) para medir os efeitos metabólicos no cérebro de bebés e crianças como um método indirecto de observação da proliferação e perda de ligações neurais, e chegaram à mesma conclusão.
Huttenlocher observa que quando vê as ligações neurais começarem a proliferar, é neste ponto que se formam as funções básicas das regiões cerebrais. Por exemplo, quando as ligações neurais no córtex visual começam a proliferar, a criança começa a ter visão binocular. A poda das ligações neurais parece estar ligada, pelo menos de forma muito semelhante, ao “limite superior de tempo para aprender uma tarefa facilmente”. Por exemplo, embora existam diferentes períodos de sensibilidade para diferentes aspectos da aprendizagem de línguas, a idade de 12 a 14 anos é provavelmente quando a facilidade de aprendizagem de línguas começa a diminuir em geral, e isto também é provavelmente quando a densidade e o número de ligações neurais em áreas linguísticas do cérebro diminuem.
Apesar destas interrelações, alguns neurocientistas e psicólogos sugeriram que alguns dos períodos aparentemente sensíveis podem ter mais a ver com a aprendizagem cumulativa per se do que com o desenvolvimento físico do cérebro. Alison Gopnik, psicóloga da Universidade da Califórnia, descobriu que, aos quatro anos de idade, as crianças reconhecem que os outros têm pensamentos e perspectivas diferentes dos seus. A sua investigação implica que este reconhecimento acontece quando deveria, porque as crianças acumularam experiência suficiente para chegar a esta conclusão. Ela foi capaz de acelerar a aprendizagem destes conceitos, por exemplo, dando aos estudantes uma formação especial que sublinhava que os outros tinham ideias diferentes. Isto, diz ela, implica que não há “determinado evento de maturidade” no cérebro que prove que uma habilidade surgirá num determinado momento, e que as coisas novas que se aprende lhe permitirão aprender coisas mais novas.
A questão agora é se, pelo menos para alguns tipos de aprendizagem complexa, a aprendizagem impulsiona a mudança no cérebro maduro, ou se o processo de amadurecimento controla a facilidade de aprendizagem. Estas questões podem ser destacadas como a estrutura cerebral associada a diferentes tipos de aprendizagem. Por exemplo, ela está actualmente a experimentar com crianças para ver se a formação que acelera a sua aprendizagem da língua leva a mudanças mensuráveis na organização do cérebro, e vários grupos de investigação estão a começar a utilizar imagens do cérebro para examinar as mudanças na organização das regiões do cérebro que incluem a formação de “apegos”. Ela prevê que nenhuma resposta será ambígua. Conhecemos todo o kit e a cabina do sistema cerebral. A resposta pode ser que o sistema de qualquer pessoa é diferente.
Resumo
Como os investigadores reuniram os seus recursos para identificar o papel que os períodos críticos desempenham na aprendizagem, o tema emerge que enquanto os cérebros mais jovens podem ser mais propensos à mudança, os cérebros mais velhos não perdem a capacidade de mudar. Embora a infância seja claramente uma época excepcional para aprender, não há razão para desistir da esperança de aprender em qualquer idade. De facto, diz Newport, a investigação pode lançar alguma luz sobre se os mecanismos da aprendizagem tardia são diferentes dos da infância. Com uma melhor compreensão destas diferenças, poder-se-iam encontrar diferentes abordagens e estratégias para melhorar os programas de ensino para adultos. E isso seria uma boa notícia para qualquer pessoa que esteja ansiosa por aprender em qualquer idade.