Le abilità matematiche? Dipendono da due sostanze che agiscono nel cervello

La bravura in matematica sembra dipendere dai livelli di due neurotrasmettitori tra loro complementari, le cui funzioni cambiano nel corso della crescita

19/08/2021

Un ricerca pubblicata sulla rivista PLOS Biology rivela che analizzando l’attività di alcuni particolari neurotrasmettitori – le sostanze che permettono ai neuroni di comunicare tra loro – è possibile scoprire quanto una persona sia portata (o meno) per la matematica. Nello specifico, l’attenzione del tema della Oxford University si è concentrata sul glutammato e sull’acido gamma-aminobutirrico (GABA), molecole già note per le loro funzioni legate alla plasticità cerebrale e alla capacità di apprendimento.

Le sostanze della matematica

La scelta di approfondire l’azione di questi due neurotrasmettitori dipende dal fatto che il glutammato e GABA svolgono ruoli complementari sui neuroni del cervello. Il primo ha effetto eccitante, il secondo inibitorio: un equilibrio che secondo la scienza è importante per acquisire nuove informazioni nel corso della vita. Per focalizzarsi in modo ancora più preciso sul proprio obiettivo, i ricercatori hanno poi inoltre deciso di circoscrivere l’indagine al solco intraparietale (IPS), che si trova sulla superficie laterale del lobo parietale ed è stato precedentemente collegato all’abilità in matematica.

Test matematici e scansione del cervello

L’equipe di Oxford ha coinvolto 255 giovani partecipanti, in una fascia di età che andava dalla scuola primaria all’università. Tutti i soggetti sono stati sottoposti a dei test per verificarne le abilità matematiche: uno all’inizio dell’esperimento, e uno a distanza di circa un anno mezzo. In entrambi i casi i livelli dei neurotrasmettitori glutammato e GABA a livello del solco intraparietale sono stati misurati sfruttando la tecnica dell’imaging a risonanza magnetica (MRI). In precedenza, studi con scopi simili erano stati condotti per periodi più brevi, privilegiando i modelli animali invece che le persone.

Predire le abilità matematiche

Il confronto dei dati raccolti, ha messo in luce che dai livelli dei neurotrasmettitori registrati durante il primo test è possibile predire lo sviluppo delle abilità matematiche future. In altre parole, si poteva già dire con ragionevole certezza se il secondo test a distanza di oltre un anno sarebbe andato bene oppure no. Entrando un po’ più nei dettagli, si è osservato che nei bambini livelli più alti di GABA e più bassi di glutammato erano associati a migliori risultati nei compiti assegnati. Nei giovani adulti accadeva invece l’esatto contrario: le doti matematiche andavano a braccetto con alte quantità glutammato e ridotte di GABA.

Crescita e apprendimento

Il motivo esatto per cui avviene questo capovolgimento non è del tutto chiaro, anche se sembra assodato che a un certo punto, nel passaggio tra l’infanzia e l’età adulta, i due neurotrasmettitori inizino a funzionare in modo diverso. Gli autori dello studio hanno in particolare ipotizzato che l’aumento di GABA nelle prime fasi dello sviluppo favorisca l’apprendimento della matematica, mentre con l’avanzare dell’età possa compromettere il successo accademico in questa disciplina. Tra le varie implicazioni, gli autori suggeriscono che in futuro questa scoperta potrebbe servire per ideare approcci didattici alternativi, che aiutino gli insegnati a mantenere alto l’interesse degli alunni per la matematica.