martes, 29 de noviembre de 2016

Matemáticas: ¿Cómo se procesan en el cerebro?


Resultado de imagen de albert einstein numerosCientíficos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford han determinado las coordenadas anatómicas precisas de un “punto específico” del cerebro, que mide alrededor de medio centímetro, que se activa preferentemente cuando se nos muestran números ordinales de los que aprendemos en la escuela primaria. Por ejemplo, “5” o “23”.

Sin embargo, este punto se muestra bastante inactivo cuando el número se muestra en escritura, como “cinco” o “veintitrés”.

El cluster identificado por estos científicos, que no únicamente se activa con el reconocimiento numérico, sino también con las operaciones aritméticas, consiste en una población de neuronas de entre uno y dos millones dentro del giro temporal inferior, una región superficial de la corteza exterior del cerebro. Esta parte anatómica del cerebro es conocida por procesar la información visual.

Aunque cada cerebro es único y su forma cambia ligeramente, todos los individuos observados mantienen esta característica invariable. El cluster de neuronas que procesa numerales está inserto dentro de un grupo mayor de neuronas que se activan por símbolos visuales que tienen líneas con ángulos y curvas. Esas poblaciones neuronales muestran una preferencia por los numerales comparados con las palabras que denotan o suenan como esos numerales.

Pareciera como si la evolución hubiera diseñado esta región del cerebro para detectar estímulos visuales tales como líneas que se intersectan en ángulos variados, la clase de intersecciones que los monos necesitan detectar rápidamente cuando van saltando entre rama y rama en una densa jungla. La adaptación de una parte de esta región al servicio de los números es una sorprendente interacción entre la cultura y la neurobiología.


¿Y que nos pueden enseñar las personas ciegas sobre plasticidad cerebral numérica?


Científicos de la Johns Hopkins  han observado con sorpresa que las personas ciegas aparentemente procesan los números aprovechando una parte de su cerebro reservada para las imágenes en los  individuos con visión normal.

A pesar de la existencia de un cluster neuronal dedicado a los numerales, los conceptos matemáticos se enseñan a menudo de una manera que inciden en el sistema visual del cerebro. A los niños se les puede pedir que cuenten las manzanas en una foto, o que imaginen a dos trenes que se alejen unos de otros a diferentes velocidades. Pero, ¿cuánto de la experiencia visual conforma la forma en que la gente piensa acerca de los números?

Para averiguarlo, los investigadores de Johns Hopkins compararon la actividad cerebral entre un grupo de individuos ciegos congénitos y un grupo de individuos con visión normal, pidiendo a todos los participantes que resolvieran una serie de problemas de matemáticas y tareas de comprensión del lenguaje.

En ambos grupos que participaron en el estudio, las mismas partes del cerebro fueron más activas durante la tarea de matemáticas, un hallazgo significativo porque sugiere que la forma en que los seres humanos procesan conceptos matemáticos se desarrolla de la misma manera, independientemente de la experiencia visual.


Fig. 2.
Areas cerebrales distintas para el tratamiento matemático
 y para el conocimiento semántico general























Pero algo aún más sorprendente tuvo lugar en los cerebros de los participantes ciegos cuando realizaban cálculos matemáticos: estaban usando además una parte de su cerebro para las matemáticas que, entre las personas con visión normal, está reservada para la visión. Y cuanto más complejo es el problema matemático, más activa se vuelve esa región. "Estos resultados sugieren que la experiencia puede cambiar radicalmente la neurobiología del pensamiento numérico", escribieron los investigadores del artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences. En otras palabras, algunas partes del cerebro humano están innatamente preparadas para el pensamiento matemático, mientras que otras áreas parecen funcionar basadas ​​en la experiencia.

La cuestión natural siguiente es lo que esto significa para la habilidad matemática. Si las personas ciegas, al procesar números, son capaces de aprovechar una parte de su cerebro que está reservada para el pensamiento visual en personas con visión normal, ¿no podría significar que las personas ciegas son mejores en matemáticas?

Tal vez, pero no hay evidencia que respalde esa hipótesis todavía, "aunque los individuos ciegos tengan todo este trozo de cerebro adicional dedicado a la tarea de matemáticas", según Shipra Kanjlia, autor principal del estudio. Mientras tanto, sin embargo, los hallazgos al menos desafían la idea común de que las matemáticas son necesariamente un "proceso muy visual", dice. La realidad, en cambio, es que involucrarse en el pensamiento matemático es visual para algunas personas y no para otras.

Albert Einstein, por ejemplo, describió su propio pensamiento como algo "visual" y en parte "muscular". En uno de sus famosos experimentos mentales, Einstein imaginó lo que sería perseguir un fotón moviéndose a la velocidad de la luz. Pero tal ejercicio no requiere realmente una imagen mental. Lo que una persona con visión normal experimenta como pensamiento visual puede ser caracterizado como "espacial", por alguien que es ciego.

Es sorprendentemente difícil articular la experiencia del pensamiento matemático, pero tiene sentido que la gente confíe en los sentidos -sea la vista o el oído- para moldear sus percepciones más amplias del mundo. Las personas, en general, describimos la visualización de números como si aparecieran en una pizarra o una calculadora en nuestra  mente.

En otro estudio, también publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, se encontró que los matemáticos habían "reducido la actividad en las áreas visuales del cerebro involucradas en el procesamiento facial", "Esto podría significar que los recursos neurales necesarios para captar y trabajar con ciertos conceptos matemáticos pueden socavar o reutilizar algunas de las otras capacidades del cerebro”.


Fig. 8.
Efectos de la pericia matemática en la via visual ventral

Las últimas conclusiones, de Kanjlia y sus colegas, parecen complementar ese trabajo. Por ejemplo, su equipo también encontró que los individuos ciegos demostraron "una mayor conectividad funcional" entre las diferentes regiones que procesan el pensamiento numérico.

"La posible conclusión a extraer es que el cerebro es muy flexible, pero también muy resiliente", según expresaba  Shipra Kanjlia. "Cosas que uno piensa que no pueden cambiar, a veces, cambian”