1) Retos de la educación quirúrgica

Además de las exigencias extraordinarias para la enseñanza durante la pandemia⁶, factores como las restricciones en horas de trabajo y exposición a casos, los recursos limitados, la necesaria adaptación a los avances tecnológicos, y el aumento en las expectativas de los pacientes, presentan un claro desafío al modelo de aprendizaje tradicional utilizado en la formación quirúrgica⁷. Aunado a ello, los planes de estudio presentan diferencias, a veces grandes, entre regiones, sistemas educativos y países⁸. Sin embargo, una formación adecuada idealmente debe ocurrir en el contexto de principios teóricos basados en evidencia, y los efectos de aquella deben evaluarse utilizando resultados relevantes⁹. Estos y otros desafíos para la educación quirúrgica, también interpretables como áreas de oportunidad, se resumen en la Tabla 1 ^10,11.

2) Paradigmas educativos

Usualmente explorado en circunstancias más generales, el concepto de “aprendizaje de adultos” es solo uno de los muchos aspectos de la educación quirúrgica que pueden constituir tanto principios como componentes de un modelo educativo más amplio. Por ejemplo, un enfoque autodirigido del aprendizaje en el que el ritmo se autorregula y se centra en las necesidades del alumno, se conoce como heutagogía; este enfoque se basa en gran medida en el uso de la tecnología y maximiza la autonomía del alumno¹².

Un paradigma educativo puede entenderse como una representación de los insumos, procesos y resultados involucrados en la enseñanza y el aprendizaje; todos estos elementos se interrelacionan a través de los conceptos y conexiones de una teoría. Algunos de los paradigmas educativos aceptados en la educación médica incluyen: conductismo, cognitivismo, constructivismo cognitivo, constructivismo social, humanismo y paradigma transformativo¹³. El diseño de la experiencia educativa, así como los roles de educador y alumno se ven afectados por el paradigma elegido. Tradicionalmente, la formación quirúrgica se sitúa en el espectro del conductismo; la repetición y la carga de trabajo entendidos como componentes de un proceso de aprendizaje efectivo. Existen algunas desventajas al basar la enseñanza únicamente sobre este paradigma: una tensión elevada para los educandos y la inhibición de la curiosidad, especialmente después de enfrentar complicaciones¹⁴. Por otro lado, la teoría constructivista también se aplica a la formación quirúrgica, ya que es más probable que los alumnos adquieran una habilidad práctica cuando la relacionan con experiencias adquiridas anteriormente¹⁵. Adicionalmente, en relación con la teoría social cognitiva encontramos conceptos muy valiosos tales como la práctica deliberada, la carga cognitiva y la capacidad de atención¹⁶. Una aplicación concreta de un paradigma educativo o teoría del aprendizaje a la cirugía es el entrenamiento cognitivo para el desarrollo de habilidades técnicas¹⁷.

3) Programas estructurados vs. no estructurados

Aunque no existe una definición clara de un programa de residencia quirúrgica “estructurado”, se han establecido al menos algunas características: un programa estructurado se basa en objetivos de aprendizaje diseñados para abarcar la totalidad de la especialidad e incluir estrategias de evaluación (formativa y sumativa). Además de esto, hay algún tipo de “cronograma” y el nivel de competencia del aprendiz se determina individualmente¹⁸. Es importante enfatizar que un programa explícito de clases o la asignación de las rotaciones de los residentes y la programación de las guardias intrahospitalarias no son suficientes para que un programa de residencia se considere estructurado.

Algunas asociaciones quirúrgicas implementan programas educativos estructurados a nivel nacional (por ejemplo, Reino Unido) que promueven la evaluación de habilidades técnicas y no técnicas. Estos programas de residencia intentan evaluar a los cirujanos en sus tareas diarias utilizando sistemas de calificación con evidencia de validez, permitiendo un nivel altamente estandarizado de formación quirúrgica⁸. La educación planificada conduce a lo que en círculos especializados se conoce como “calmanización”: los efectos de las reformas propuestas por el cirujano Sir Kenneth Charles Calman, con el objetivo de reestructurar la formación de los cirujanos utilizando una vía de formación más corta, más estructurada y más organizada para que la competencia clínica independiente se pueda lograr de una forma más rápida¹⁹. De manera interesante, cuando los alumnos y el profesorado evalúan el grado de “estructura” de un programa de residencia por separado, pueden surgir algunas diferencias en sus percepciones²¹. La Tabla 2 muestra algunas características de un programa estructurado de formación quirúrgica.

4) Características de un mentor quirúrgico efectivo

Aparentemente, aquellos involucrados en el contexto actual de la educación quirúrgica son capaces de identificar cuando están “trabajando con un gran maestro”; sin embargo, las características de este maestro no están claramente delineadas²¹. Los rasgos deseables de un profesor de cirugía se han descrito desde el punto de vista de estudiantes y educadores. Algunas de estas características, según la investigación realizada por Swendiman et al.²², se resumen en la Tabla 3. Otros reportes han identificado rasgos de una enseñanza quirúrgica efectiva y susceptible de intervenciones específicas para desarrollo docente. Aunque algunos de estos rasgos se basan en componentes algo etéreos como la “inspiración”, otros enfatizan aspectos relativamente objetivos como el liderazgo, la realimentación, el uso de un marco de enseñanza estructurado y el conocimiento de la tecnología^21-24.

5) Teoría cognitiva del aprendizaje en la sala de operaciones

Carga cognitiva. Las interacciones de una persona con el entorno, decidiendo qué estímulos suprimir y sobre qué estímulos actuar, se pueden esquematizar como un sistema de procesamiento de información²⁵. Una vez que nuestro aparato sensorial detecta un estímulo dado, este puede descartarse, si no es relevante, o procesarse a través de la memoria de trabajo (MT) (también denominada memoria a corto plazo) provocando una serie de respuestas, que a su vez pueden modificar el estímulo de entrada²⁶. La información permanece en la MT mientras realizamos la tarea correspondiente; estos datos pueden almacenarse en la memoria a largo plazo o perderse. El flujo de información desde la MT a la memoria a largo plazo (permanente) depende de los enlaces que se efectúen con una información ya almacenada²⁷. Aparte del espacio disponible en la MT, el número de tareas realizadas simultáneamente es limitado (“siete más o menos dos unidades de información”)²⁸; por lo tanto, la atención es primordial para el aprendizaje y el desempeño adecuados. De acuerdo con la Teoría Cognitiva del Aprendizaje, una nueva tarea se aprende más fácilmente cuando se presta toda la atención; los distractores significan que una carga cognitiva extraña ocupa espacio en la memoria de trabajo²⁹.

Teniendo en cuenta la capacidad limitada de nuestra memoria de trabajo, la dificultad de aprendizaje en el quirófano es fácil de entender cuando este entorno desafía al estudiante con “tareas y distracciones múltiples, situaciones urgentes y de crisis, participantes diversos y decisiones de alto riesgo que requieren acciones rápidas y respuestas precisas”, generando una gran carga cognitiva⁴. La enseñanza y el aprendizaje se ven beneficiados al reducirse la carga cognitiva externa. Esto se puede lograr proporcionando al alumno una variedad de esquemas, instrucciones, algoritmos, protocolos explícitos y auxiliares similares¹⁶. Tales elementos pragmáticos constituyen una implementación concreta del currículo en un escenario real, una transición de la teoría a la práctica; también implican una aproximación al desarrollo curricular, la enseñanza directa, el entorno de aprendizaje y la metacognición^30,31. Cuando algunos pasos son automatizados, la necesidad de atención disminuye y la memoria de trabajo gana espacio libre, dando la oportunidad de avanzar en la adquisición de habilidades¹⁶ (Figura 2).

Figura 2 Teoría cognitiva del aprendizaje. La atención capta los estímulos, los cuales son procesados en la memoria de trabajo; dependiendo del uso que se les confiera, estos pasan a la memoria permanente o son olvidados (adaptado de Young et al., ^{referencia 30})  

Práctica deliberada. Se ha definido como “una repetición de tareas enfocada en mejorar el desempeño, sirviéndose de retroalimentación y orientación”¹⁶. Esta definición es insuficiente, ya que no toma en cuenta el concepto de “control consciente”, necesario para realizar modificaciones intencionales³². En su enfoque original, la práctica deliberada abordaba la cantidad de tiempo dedicado a la repetición³³. Los medios masivos de comunicación, las redes sociales, y un libro muy popular de Malcolm Gladwell³⁴ ayudaron a difundir el concepto de las 10,000 horas de práctica necesarias para convertirse en un experto. Esta afirmación, aunque popular y fácil de entender, carece de una base suficientemente sólida para tomarla como una cifra generalizable. Se ha pedido a maestros quirúrgicos de renombre internacional que señalen la cantidad de tiempo necesario para lograr “maestría quirúrgica”, la respuesta común fue el momento en que se convirtieron en profesores asistentes³⁵. Este logro equivaldría a formarse como especialista quirúrgico, seguir formándose como subespecialista, completar una alta especialidad y, finalmente, trabajar durante varios años bajo la supervisión de un cirujano con más experiencia. Se ha estimado que el tiempo necesario para alcanzar el estado de cirujano maestro o experto es de entre 15,000 y 20,000 horas³⁶. A pesar de esta teórica cantidad de tiempo, la práctica deliberada puede intervenir en el proceso educativo, potenciarlo y acortar las curvas de aprendizaje^33,36-38. De forma importante, la realimentación y las oportunidades de repetición son esenciales para que la práctica se considere deliberada³⁹.

Motivación y autorregulación. La motivación, la razón detrás de una acción, se ha definido como “el proceso de instigar y mantener un comportamiento dirigido a un objetivo”⁴⁰. Para explicar y modelar este valioso concepto se ha recurrido tanto a perspectivas filosóficas como a postulados de la neuro-cognición^41-43. La motivación intrínseca es el deseo auténtico de involucrarse en una actividad, por la actividad misma, sin esperar beneficios específicos. La motivación extrínseca significa que razones externas al individuo lo mueven a involucrarse en una actividad; estas razones externas pueden considerarse recompensas⁴⁴. Los elementos de la ecuación resultante son la probabilidad de éxito percibida, la tendencia a evitar el fracaso y el valor asignado al resultado⁴⁵. Para mantener la motivación es necesario emplear estrategias⁴⁶; por ejemplo, en los residentes de cirugía, se ha demostrado que la motivación intrínseca disminuye cuando se enfrentan a un programa de entrenamiento duro y prolongado⁴¹.

La autorregulación requiere de establecer metas y estrategias, así como recurrir a memoria, planificación, síntesis, conceptualización y evaluación; es decir, se sirve de la metacognición para monitorizar su progreso y garantizar que este se mantenga⁴². Las emociones (p. ej., alegría, esperanza, frustración, ansiedad) involucradas en este proceso, también son propensas a modificarse⁴⁵. El comportamiento de los estudiantes autorregulados puede ser la clave para una carrera próspera y gratificante, ya que estos “tienen las herramientas para mejorar su desempeño y el de los miembros de su equipo a lo largo de toda su carrera profesional”⁴⁷.

Curvas de aprendizaje. Originalmente, las curvas de aprendizaje se estudiaron en relación con los costos de fabricación de aviones; se observó que a medida que aumentaba el número de unidades fabricadas, la cantidad de tiempo invertido para producir una unidad individual disminuía a un ritmo uniforme. A partir de ahí la aplicación del concepto pasó por la industria militar y hacia aplicaciones más generales; en ocasiones recibiendo otros nombres como curva de progreso, de práctica, de mejora y de experiencia⁴⁸. Debe destacarse que el concepto rara vez se escucha fuera del ámbito de las habilidades procedimentales. La curva de aprendizaje es una representación de la evaluación del desempeño; la velocidad y la forma del aprendizaje son consistentes: el aprendizaje comienza lentamente, aumenta rápidamente y luego se ralentiza cuando se logra el dominio de la habilidad⁴⁹. Las variables involucradas suelen ser el tiempo o el número de repeticiones (carga de trabajo) en comparación con un resultado declarado más o menos objetivamente (velocidad, rendimiento, duración de la estancia intrahospitalaria, complicaciones, sobrevida, transfusiones de sangre). Por lo general, cuanto más tiempo se dedique o más repeticiones se realicen, mejor será el resultado (resultados más deseables, resultados menos indeseables). Un aspecto importante de la representación es el ritmo de progreso y el nivel de dominio, este último generalmente se establece de manera arbitraria, pero coincidente con una línea plana o meseta sin una mejoría adicional: el rendimiento máximo alcanzable en el contexto de aprendizaje dado⁵⁰. En la educación médica las curvas de aprendizaje usualmente muestran un aumento sigmoideo en el desempeño en relación con el tiempo dedicado a la actividad en cuestión, seguido de una tasa de aprendizaje que se desacelera negativamente⁴⁹. Una observación importante es que la forma general de las curvas de aprendizaje en la educación quirúrgica es similar a la “curva de rendimiento” descrita en la literatura general sobre habilidades motoras⁵¹, y que afirmar que un estándar difícil de alcanzar tiene una “curva de aprendizaje pronunciada” es un nombre inapropiado, ya que esto significaría una rápida adquisición de habilidades, generalmente porque el procedimiento es simple⁵²(Figura 3).

Figura 3 Curva de aprendizaje típica. El nivel de desempeño alcanzado está relacionado de manera directa con el tiempo invertido o el número de repeticiones realizadas. El inicio es relativamente lento hasta que la familiaridad o el esfuerzo confieren un incremento rápido; típicamente el profesional llega a una meseta que refleja su desempeño máximo (adaptado de Pusic et al., ^{referencia 50}) 

6) Taxonomías para enseñanza y aprendizaje en cirugía

Taxonomía de Bloom. Dado que algunas tareas son más difíciles de aprender que otras, se han intentado categorizar los diferentes tipos de información y las operaciones a las que pueden ser objeto. La taxonomía de Bloom, publicada en 1956, contiene seis categorías de habilidades cognitivas: conocimiento, comprensión, aplicación, análisis, síntesis y evaluación. Algunos autores dividen las categorías en habilidades de orden inferior, requieren menos procesamiento cognitivo, y habilidades de orden superior que requieren un aprendizaje más profundo y un mayor grado de procesamiento cognitivo⁵³. Con un enfoque sobre objetivos de aprendizaje, más que en categorías, la taxonomía de Bloom fue revisada permitiendo formular preguntas o instrumentos de evaluación apropiados para cada nivel. Los seis niveles de la taxonomía revisada son: recordar, comprender, aplicar, analizar, evaluar y crear⁵⁴. Puesto que estas categorías se refieren a la cognición, la aplicación al contexto psicomotor no es tan sencilla. Algunas adaptaciones a la taxonomía de Bloom se ocupan de la codificación física de la información, es decir, el movimiento y las actividades o procedimientos utilizados para expresar o interpretar información o conceptos. El dominio psicomotor se encarga de utilizar las habilidades motoras y coordinarlas.

Taxonomía de Simpson. Este modelo incluye siete categorías: percepción, preparación, respuesta guiada, mecanismo, respuesta compleja, adaptación y originación. Este esquema puede entenderse como una serie de pasos lógicos y continuos: la realización de una tarea motora requiere conciencia de la misma (percepción), proveniente de la estimulación sensorial que dicta las acciones y herramientas necesarias (preparación) requeridas para realizar un procedimiento. Cuando un profesor está presente para entrenar al alumno (respuesta guiada), se lleva a cabo la instrucción y la realimentación y, después de un cierto número de sesiones o repeticiones, la habilidad motora se automatiza en el alumno (mecanismo). Si el alumno adquiere competencia, la habilidad aprendida se realiza de manera eficiente y sin errores (respuesta compleja) y en etapas más avanzadas será posible modificar la habilidad motora para satisfacer las necesidades inherentes a diferentes problemas (adaptación). El diseño de nuevas habilidades procedimentales se encuentra en el nivel superior de habilidades (originación)^55,56. Se han diseñado otras taxonomías similares, algunas con diferencias mínimas y otras con diferencias importantes con respecto a la descripción original. La taxonomía de Dave se publicó en 1970; las etapas o categorías descritas son: imitación, manipulación, precisión, articulación y naturalización⁵⁷. La taxonomía de habilidades psicomotoras de Harrow, publicada en 1972, comprende seis niveles; estos son: movimientos reflejos, movimientos fundamentales básicos, habilidades perceptivas, habilidades físicas, movimientos hábiles y comunicación no discursiva. La Figura 4 muestra la representación de la taxonomía clásica y revisada de Bloom, así como la taxonomía del dominio psicomotor de Simpson.

Figura 4 Taxonomías de Bloom clásica y revisada, y taxonomía psicomotora de Simpson. Se observan los niveles y correspondencias de las taxonomías de Bloom clásica y revisada. Puede verse una jerarquización de las actividades psicomotoras (adaptada de Adams, ^{referencia 53}; Raman, ^{referencia 55} y Sawyer et al., ^{referencia 56}) 

Pirámide de Miller. Fue propuesta por George Miller en 1990 como un marco para evaluar la competencia clínica⁵⁸. En la base de la pirámide encontramos el conocimiento (sabe), seguido de la competencia (sabe cómo), el desempeño (muestra cómo) y la acción (hace)⁵⁹. La pirámide de Miller proporciona recomendaciones sobre evaluación que están estrechamente relacionadas a la complejidad de la habilidad en cuestión⁶⁰. Esto se basa en la idea de que la evaluación de la práctica real es más compleja, y puede representar el desempeño de rutina de manera más confiable que las evaluaciones realizadas para los niveles inferiores de la pirámide^59,61,62.

Se han propuesto modificaciones al modelo; p.ej. agregar un nivel en la parte superior para la representación de la identidad o la identidad profesional: “es”⁶². El clásico nivel superior que representa el desempeño real “hace” también se puede modificar agregando un nivel de “hacen” para evaluar la capacidad de ser parte de un equipo efectivo⁶³. Otros han propuesto reflejar “cualidades más allá de la competencia observada” agregando “es de confianza” en el nivel superior⁶⁴. La pirámide de Miller se ha utilizado ampliamente para orientar la evaluación sumativa y formativa en educación quirúrgica; su principal ventaja es la relevancia explícita de los niveles de “muestra cómo” y “hace”, de obvia importancia en cirugía, ya que proporcionan una evaluación basada en el desempeño mediante el análisis de acciones en contexto real^19,65(Figura 5).

Figura 5 Pirámide de Miller. Se muestran los niveles habituales de la pirámide de Miller, así como su correspondencia en contextos clínicos con ejemplos de instrumentos para evaluación (adaptado de Miller, ^{referencia 58}) 

7) De novato a experto

El proceso de adquisición de conocimientos y la adquisición de habilidades se han estudiado desde varias perspectivas; la mayoría de las teorías sólidas sobre aprendizaje han establecido explícitamente la evolución del alumno.

Fitts & Posner. Este modelo clásico para esquematizar el desempeño se publicó en 1967, consta de tres fases. En la primera fase, cognitiva, el alumno debe adquirir el componente cognitivo relacionado con la habilidad en cuestión, es decir, el conocimiento teórico. El propósito de la fase asociativa es la mejora en la efectividad y familiarización con aspectos menos comunes de la tarea que pueden constituir desafíos inesperados. En la fase final, autónoma, el alumno ha llegado al punto en el que puede realizar la tarea sin necesidad de supervisión⁶⁶. Se ha postulado que, a medida que el aprendiz avanza a través de las fases, su experiencia y práctica son mayores y las demandas de memoria de trabajo son menores⁶⁷. Este modelo de adquisición de habilidades motoras por fases es ampliamente aceptado en el entrenamiento quirúrgico; la forma más fácil de conceptualizarlo es en la enseñanza de habilidades simples, p. ej. hacer un nudo^68,69.

Aprendizaje experiencial de Kolb. Este modelo de aprendizaje se publicó formalmente en 1984; se puede esquematizar como un ciclo continuo de “aprender haciendo”: experiencia, observación, pensamiento y acción⁷⁰. Se ha interpretado también como: experiencia concreta, observación reflexiva, conceptualización abstracta y experimentación activa⁷¹. El concepto en el que “el conocimiento se crea a través de la transformación de la experiencia” es la base de los programas de educación quirúrgica actuales: el residente aprende las habilidades cognitivas y físicas requeridas a un cirujano al pasar tiempo en el hospital, experimentando el tratamiento de los pacientes de una manera totalmente inmersiva⁷².

Dreyfus & Dreyfus. Este modelo establece los criterios necesarios para avanzar en una categoría ascendente de desempeño: novato, principiante avanzado, competente, proficiente, y experto⁷³. Algunos autores han criticado esta segmentación arbitraria⁷⁴. Las categorías de este modelo sugieren que el profesor deja gradualmente el control de las acciones en el quirófano al aprendiz. El léxico del modelo se puede adaptar y correlacionar con otros modelos; p. ej. la taxonomía del desarrollo de habilidades psicomotoras de Simpson y Harrow⁵⁶. Una característica del modelo es el establecimiento de criterios explícitos para el avance de una categoría a otra; esto debe hacerse para cada habilidad enseñada. Además, basado en el paradigma educativo constructivista, este modelo se utiliza a menudo como marco teórico para la creación de centros de simulación y laboratorios de destrezas: el estudiante practica en un entorno simulado mientras progresa de cirujano novato a competente⁶⁹. El modelo de adquisición de habilidades de Dreyfus y Dreyfus es un esquema popular que admite adaptaciones; p. ej. algunos autores han agregado la categoría “maestro”⁷⁵.

8) Modelos para enseñanza quirúrgica

El concepto de “modelo” para la educación se ha entendido a veces como una guía para la implementación curricular^72,76-78, así como el patrón de interacciones que ocurren entre el maestro y el alumno, es decir, un modelo de instrucción⁷⁹. Por otro lado, un modelo puede entenderse como una teoría con un alcance más definido: un modelo es descriptivo, mientras que una teoría es tanto explicativa como descriptiva⁸⁰.

Modelo tradicional del aprendiz (Osler y Halsted). El modelo aún predominante para la adquisición de habilidades en la práctica quirúrgica se basa en la observación repetida, además de aumentar los grados de responsabilidad y autonomía, mientras que la exposición cambia de procedimientos simples a complejos. Dicho enfoque produce heterogeneidad en la competencia técnica lograda entre los aprendices cuando la carga de trabajo y el tiempo dedicado a ese tema son variables⁸¹. Este modelo, en funcionamiento desde el siglo XVIII, requiere de algunas condiciones: (a) alto volumen de casos y oportunidades de repetición, (b) mentores quirúrgicos capacitados, y (c) horas de trabajo prolongadas para lograr esta exposición a los casos⁸².

Este tipo de enseñanza fue el utilizado en las primeras residencias médicas en los Estados Unidos, un sistema importado desde Alemania, donde el modelo del “aprendiz” fue formalizado. William Osler (1849-1919) en el Hospital Johns Hopkins promovió la interacción de uno o más residentes con diferentes grados de competencia (aprendices) y trabajando en estrecho contacto con uno o más asistentes (maestros o mentores)⁸³. William Halsted (1852-1922) adoptó este sistema para la cirugía; en su opinión, consistía en un sistema de formación piramidal donde la mitad de los aprendices eran despedidos cada año hasta la graduación, la cual era determinada por el profesor generalmente después de ocho años; todos los estudiantes eran hombres⁸⁴. Como se puede ver, el azar (o la oportunidad) determina la cantidad de exposición a procedimientos complejos, así como simples; esta dependencia del tiempo da como resultado un curso de formación prolongado en el que la evaluación final de la competencia o la experiencia operativa es de calidad subjetiva⁸⁵. Este método de entrenamiento quirúrgico a menudo se recuerda con la máxima de “ve uno, haz uno, enseña uno”⁸⁶. Su difusión y vigencia es general, por ejemplo, en el Reino Unido, donde la práctica de la cirugía se remonta al menos 2,000 años y a pesar de existir una fuerte tradición de sociedades científicas dedicadas a la medicina y la cirugía⁸⁷, las residencias quirúrgicas se han basado en el modelo del “aprendiz”⁶⁰; tal vez pueda afirmarse lo mismo en la mayoría de los países. Las limitaciones del modelo del aprendiz se resumen en la Tabla 4.