Estudio de imágenes muestra cómo los niños memorizan hechos

Una nueva investigación sobre imágenes cerebrales revela cómo el cerebro se reorganiza a medida que los niños aprenden operaciones matemáticas básicas.

“A medida que los niños aprenden aritmética básica, pasan de resolver problemas contando con los dedos a extraer datos de la memoria”, dijeron investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford. “El cambio es más fácil para algunos niños que para otros, pero nadie sabe por qué”, dijeron los investigadores.

Su nuevo estudio muestra que un grupo de cambios cerebrales orquestados con precisión, muchos de los cuales involucran el centro de memoria conocido como hipocampo, son fundamentales para la transformación.

“Queríamos entender cómo los niños adquieren nuevos conocimientos y determinar por qué algunos niños aprenden a recuperar datos de la memoria mejor que otros”, dijo Vinod Menon, Ph.D., profesor de psiquiatría y ciencias del comportamiento y autor principal del estudio.

"Este trabajo proporciona información sobre los cambios dinámicos que se producen en el transcurso del desarrollo cognitivo de cada niño".

El estudio también se suma a investigaciones previas sobre las diferencias entre cómo el cerebro de los niños y el de los adultos resuelven problemas matemáticos, anotó. Los niños usan ciertas regiones del cerebro, incluido el hipocampo y la corteza prefrontal, de manera muy diferente a los adultos cuando los dos grupos están resolviendo los mismos tipos de problemas matemáticos, mostró el estudio.

"Nos sorprendió que las contribuciones prefrontales y del hipocampo a la resolución de problemas basada en la memoria durante la infancia no se parezcan en nada a lo que hubiéramos esperado para el cerebro adulto", dijo el investigador postdoctoral Shaozheng Qin, Ph.D. autor principal del artículo.

Para el estudio, 28 niños resolvieron problemas matemáticos mientras recibían dos escáneres cerebrales de resonancia magnética funcional. Las exploraciones se realizaron con una diferencia de aproximadamente 1,2 años. Los investigadores también escanearon a 20 adolescentes y 20 adultos en un solo momento.

Al comienzo del estudio, los niños tenían entre siete y nueve años. Los adolescentes tenían entre 14 y 17 años y los adultos entre 19 y 22. Todos los participantes tenían un coeficiente intelectual normal.

Debido a que el estudio examinó el aprendizaje normal de las matemáticas, se excluyó a los posibles participantes con discapacidades de aprendizaje relacionadas con las matemáticas y trastorno por déficit de atención con hiperactividad, anotaron los investigadores.

Durante el estudio, a medida que los niños tenían una edad promedio de 8.2 a 9.4 años, se volvieron más rápidos y precisos en la resolución de problemas matemáticos, y se basaron más en recuperar datos matemáticos de la memoria y menos en contar, según los investigadores.

A medida que se producían estos cambios de estrategia, los investigadores vieron varios cambios en el cerebro de los niños. Descubrieron que el hipocampo, una región con muchos roles en la formación de nuevos recuerdos, se activaba más en el cerebro de los niños después de un año. Las regiones involucradas en el conteo, incluidas partes de la corteza prefrontal y parietal, se activaron menos, encontraron.

Los investigadores también observaron cambios en el grado en que el hipocampo estaba conectado a otras partes del cerebro de los niños, con varias partes de la corteza prefrontal, temporal anterior y corteza parietal más fuertemente conectadas al hipocampo después de un año.

“Cuanto más fuertes sean estas conexiones, mayor será la capacidad del niño para recuperar datos matemáticos de la memoria, un hallazgo que sugiere un punto de partida para futuros estudios sobre discapacidades en el aprendizaje de las matemáticas”, dijeron los investigadores.

Aunque los niños estaban usando su hipocampo más después de un año, los adolescentes y adultos hicieron un uso mínimo de su hipocampo al resolver problemas matemáticos, según los investigadores. En cambio, sacaron datos matemáticos de almacenes de información bien desarrollados en el neocórtex.

“Lo que esto significa es que el hipocampo proporciona un andamio para aprender y consolidar hechos en la memoria a largo plazo de los niños”, dijo Menon.

El hipocampo ayuda a apoyar otras partes del cerebro a medida que se construyen conexiones neuronales similares a las de los adultos para resolver problemas matemáticos, explicó.

“En los adultos, este andamio no es necesario porque la memoria para las operaciones matemáticas probablemente se haya consolidado en el neocórtex”, dijo.

"Curiosamente", dijo, "la investigación también mostró que, si bien el hipocampo adulto no está tan involucrado como en los niños, parece mantener una copia de seguridad de la información matemática que los adultos suelen extraer del neocórtex".

Los investigadores también compararon el nivel de variación en los patrones de actividad cerebral cuando los niños, adolescentes y adultos resolvieron correctamente problemas matemáticos. Los patrones de actividad del cerebro eran más estables en adolescentes y adultos que en niños, lo que sugiere que a medida que el cerebro mejora en la resolución de problemas matemáticos, su actividad se vuelve más constante, informaron los investigadores.

El siguiente paso es comparar los nuevos hallazgos sobre el aprendizaje normal de las matemáticas con lo que sucede en los niños con discapacidades en el aprendizaje de las matemáticas, según Menon.

“En los niños con discapacidades en el aprendizaje de las matemáticas, sabemos que la capacidad de recuperar datos con fluidez es un problema básico y sigue siendo un cuello de botella para ellos en la escuela secundaria y la universidad”, dijo.

"¿Es que el hipocampo no puede proporcionar un andamio confiable para construir buenas representaciones de hechos matemáticos en otras partes del cerebro durante las primeras etapas del aprendizaje y, por lo tanto, el niño continúa usando estrategias ineficientes para resolver problemas matemáticos? Queremos probar esto ".

El estudio fue publicado en Neurociencia de la naturaleza.

Fuente: Centro Médico de la Universidad de Stanford