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Descubren cómo el cerebro procesa las matemáticas: varía con la edad

Al aprender matemáticas, las moléculas intercambiadas entre las neuronas varían con la edad. En una clara manifestación de plasticidad cerebral, los neurotransmisores incluso invierten su actividad entre la infancia y la edad adulta en una región de la corteza parietal.

Investigadores de la Universidad de Oxford han verificado mediante diferentes técnicas de análisis de imágenes cerebrales y pruebas con voluntarios que las capacidades matemáticas pueden modificarse con el tiempo. El cerebro se adapta a las diferentes necesidades y las regiones implicadas en el aprendizaje matemático llegan hasta invertir sus roles.

Este increíble comportamiento del cerebro humano fue descubierto al intentar comprender los procesos que se desarrollan durante el trabajo intelectual relacionado con las matemáticas, y específicamente al momento de la incorporación de nuevos conocimientos en esas áreas.

Según un artículo publicado en La Recherche, los especialistas ya habían identificado previamente las regiones del cerebro que estaban involucradas en el procesamiento de tareas matemáticas. Se trata principalmente de algunas regiones de la corteza parietal, que conforma el denominado lóbulo parietal, ubicado cerca del centro del cerebro.

También sabían que dos neurotransmisores, encargados de intercambiar los impulsos nerviosos entre neuronas, actúan en la región del surco intraparietal izquierdo, localizado precisamente en la corteza parietal. Esta región fue identificada como involucrada en dificultades en el aprendizaje de las matemáticas y, al mismo tiempo, en individuos con habilidades excepcionales para el procesamiento matemático.

El rol de los neurotransmisores

Ahora, los especialistas midieron los niveles de estos neurotransmisores, GABA y glutamato, hallando resultados sorprendentes. En el marco de un estudio publicado en la revista Plos Biology, concluyeron que los niveles de GABA y glutamato cambiaban radicalmente dependiendo de la edad de los individuos.

El equipo de científicos realizó dos pruebas aritméticas con un año y medio de diferencia entre 255 voluntarios, representantes de un amplio rango de edades. Al mismo tiempo, midieron los niveles de los neurotransmisores mediante espectroscopia de resonancia magnética, una técnica no invasiva que permite la investigación de patologías metabólicas o cambios moleculares en el cerebro, mediante imágenes de la actividad cerebral.

Descubrieron por ejemplo que mientras los niños con un especial talento para las matemáticas contaban con elevados niveles de GABA, los adultos con las mismas condiciones para el análisis matemático disponían de niveles bajos del mismo neurotransmisor. También observaron fuertes cambios en el neurotransmisor glutamato.

Tema relacionado: Las matemáticas ayudan a ubicar la consciencia en el cerebro.

Evidencia concreta de plasticidad cerebral

Los resultados son especialmente trascendentes si tenemos en cuenta que ambos neurotransmisores están fuertemente implicados en la plasticidad cerebral. Incluso son capaces de excitar o, por el contrario, inhibir la actividad de la neurona a la que se adhieren.

¿Cuáles son las razones específicas de los cambios descubiertos? Según los investigadores, el neurotransmisor GABA parece desempeñar un papel excitador en los niños, en tanto que las vías del glutamato llegan a desarrollarse más tarde. Además, hay que tener en cuenta que las estrategias desarrolladas ante un problema matemático se modifican con la edad, cambio que implica un mayor uso de la memoria y de otras regiones cerebrales, como por ejemplo el hipocampo.

En consecuencia, parece existir en el cerebro una suerte de capacidad de adaptación que posibilita los cambios en las condiciones químicas con el paso del tiempo, favoreciendo las habilidades necesarias para cada edad. Además del aprendizaje de las matemáticas, procesos similares actuarían también en habilidades como la ubicación en el entorno o la memoria espacial, que también son apoyadas por la corteza parietal.

Referencia

Predicting learning and achievement using GABA and glutamate concentrations in human development. George Zacharopoulos, Francesco Sella, Kathrin Cohen Kadosh, Charlotte Hartwright, Uzay Emir and Roi Cohen Kadosh
. Plos Biology (2021).DOI:https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001325

Foto: hendidura sináptica entre dos neuronas. En la comprensión de la matemática, los neurotransmisores implicados cambian con el tiempo y hasta pueden invertir sus roles. Crédito: Juan Gaertner / JGT / Science Photo Library a través de AFP.

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente

Pablo Javier Piacente es periodista especializado en comunicación científica y tecnológica.

2 comentarios

  • Estimado Pablo, gracias por difundir hallazgos tan novedades en la comunicación neuronal. Es un verdadero gozo tener acceso, los ciudadanos de a pie, a temas tan
    específicos.
    específicos.