La discalculia es una dificultad del aprendizaje que afecta la adquisición de habilidades matemáticas. Un estudio, publicado en la revista Frontiers in Human Neuroscience, examinó mediante resonancia magnética funcional (Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI, en inglés) el procesamiento numérico en niños con desarrollo típico y aquellos con discalculia. ¿Qué diferencias se observan en la activación cerebral entre personas con discalculia y personas sin discalculia al realizar tareas matemáticas? Veamos en detalle las implicancias de estos descubrimientos…

Mecanismos para entender las matemáticas

Tanto los bebés humanos como de otras varias especies animales tienen la capacidad de comprender y manipular cantidades numéricas, algo denominado sentido numérico. Dicha habilidad tiene orígenes filogenéticos y ontogenéticos; por lo tanto, tiene una base biológica.

discalculia y cerebro

Asimismo, el sentido numérico se relaciona con el sistema numérico aproximado, el cual no depende de la educación o la cultura. Este mecanismo innato permite procesar cantidades numéricas no simbólicas de manera aproximada. Sin embargo, es insuficiente para percibir y procesar cantidades de forma exacta. Para lograr este objetivo, necesitamos de representaciones simbólicas.

La capacidad de representar y procesar símbolos numéricos se adquiere en contextos educativos y culturales. Aunque comparten áreas comunes de activación en cierta medida, las redes cerebrales responsables de estímulos numéricos simbólicos y no simbólicos tienen diferencias.

Algunas dificultades…

Los problemas con la percepción numérica pueden causar dificultades en el aprendizaje de habilidades aritméticas. En este sentido, la discalculia del desarrollo es un trastorno específico del aprendizaje que afecta la adquisición de habilidades numéricas y aritméticas en niños, a pesar de tener una inteligencia normal y una educación escolar apropiada para su edad. Asimismo, la tasa de prevalencia de la discalculia suele encontrarse entre el 3.5% y el 6.5%.

Con respecto a esto, actualmente existen dos hipótesis principales que explican su naturaleza. En primer lugar, una de ellas postula que la discalculia se origina por dificultades en los mecanismos de percepción de cantidades no simbólicas (déficit central). Por otro lado, también se encuentra presente una hipótesis alternativa que sugiere que existen dificultades con el procesamiento de símbolos numéricos (déficit de acceso).

Sobre este estudio

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El objetivo fue examinar la base neural de la discalculia. Específicamente, se investigó el mecanismo del procesamiento de cantidades simbólicas y no simbólicas en niños con desarrollo típico y niños con discalculia para generar evidencia en relación a la causa de esta dificultad en el aprendizaje. Con este fin, se evaluaron casi 2.000 niños.

Así, el diseño experimental llevado a cabo incluyó una tarea visual de comparación de cantidades que abarcaba tanto la comparación de conjuntos de puntos como la comparación de dígitos arábigos para evaluar el sistema numérico central y el sistema de representación simbólica, respectivamente. Para ello, se utilizó la técnica de fMRI para determinar qué áreas cerebrales están activas durante el procesamiento de cantidades simbólicas y no simbólicas, y cómo difieren tales activaciones entre niños con desarrollo típico y niños con discalculia.

¿Qué se observó en los cerebros con discalculia?

En una primera instancia, se evidenciaron diferencias significativas entre los niños con y sin discalculia en las áreas frontales. Entre ellas se encontraba el córtex orbitofrontal, cingulado anterior y prefrontal. Estas zonas mostraron una mayor activación en el grupo con discalculia.

Asimismo, la mayor activación del córtex cingulado anterior en el grupo con discalculia podría estar relacionada con la mayor necesidad de mecanismos de atención y necesidades de control ejecutivo del procesamiento numérico a una edad temprana, lo cual es consistente con estudios previos. Del mismo modo, los pequeños con discalculia podrían requerir de más funciones ejecutivas que el grupo control para superar su dificultad en el procesamiento de cantidades numéricas, lo que podría ser la razón de las activaciones frontales y del cíngulo anterior.

Discalculia, hipocampo y representaciones simbólicas

Además del control ejecutivo, estudios han mostrado activaciones de áreas prefrontales para el procesamiento simbólico y han argumentado que están relacionadas con la correspondencia entre cantidades y sus representaciones simbólicas. A la luz de estos datos, las mayores activaciones prefrontales en el grupo de discalculia en tales hallazgos también pueden interpretarse como un indicador de dificultades en el procesamiento simbólico.

En último lugar, pero no menos importante, haremos mención de lo referido a la activación del hipocampo izquierdo, que aumentó en el grupo con discalculia durante la realización de tareas de comparación simbólica. En este sentido, podemos pensar que aquellos niños que presentan esta dificultad recurren a mecanismos compensatorios basados en la memoria durante el procesamiento simbólico para superar el desafío que se les propuso.

Limitaciones

Sin embargo, es importante mencionar las limitaciones del estudio con el fin de tomar precaución a la hora de generalizar los resultados. En este sentido, el tamaño de muestra fue pequeño debido a la exclusión de participantes en la etapa de fMRI. También, se intentó mantener breve el período de tiempo que los menores pasaron en el escáner para evitar distorsiones en la imagen debido a su propio movimiento, derivando en un número relativamente bajo de ensayos.

Entonces… ¿Cómo se relacionan el hipocampo y la discalculia?

El estudio sugiere que los niños con discalculia muestran una mayor actividad en varias áreas cerebrales. Lo anterior indicaría una mayor dependencia en las funciones ejecutivas como mecanismos compensatorios. Asimismo, se observó una mayor actividad en el hipocampo izquierdo en niños con discalculia durante el procesamiento simbólico. Esto respalda la idea de un déficit en el procesamiento simbólico en aquellos que presentan este trastorno específico del aprendizaje.

Así, comprender las diferencias en la activación cerebral entre individuos con discalculia y aquellos sin esta condición es crucial para el desarrollo de intervenciones efectivas. Estos hallazgos resaltan la importancia de implementar estrategias de compensación basadas en funciones ejecutivas y memoria. Además, continuar investigando en el campo es fundamental para mejorar la identificación temprana, el diagnóstico preciso y la implementación de intervenciones personalizadas que aborden las necesidades específicas.

Referencia bibliográfica

  • Üstün, S., Arsalidou, M., Kondili, E., Müjdeci, Ö., Uyanık, P., Özdemir, Ö. y Özmen, S. (2021). Children With Dyscalculia Show Hippocampal Hyperactivity During Symbolic Number Perception. Frontiers in Human Neuroscience, 15, 687476. https://doi.org/10.3389/fnhum.2021.687476