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Cómo se reorganiza el cerebro dañado para restablecer la función matemática

Después de sufrir daños en el cerebro, la capacidad matemática de algunas personas se deteriora. Unos investigadores tratan de comprender cómo el cerebro se adapta y reequilibra.

Investigación fundamental

Cuando una persona sufre daño cerebral, puede perder ciertas capacidades vinculadas con áreas cerebrales específicas y conectadas. Si el daño cerebral se produce lenta y gradualmente, el cerebro termina por adaptarse y encuentra una forma de conservar esa capacidad. Por ejemplo, cuando esto implica a áreas relacionadas con el lenguaje, los investigadores han observado que el cerebro se reorganiza para usar otras regiones con el fin de mantener la capacidad. Sin embargo, el modo en que la capacidad matemática supera el daño cerebral en las zonas responsables de ella es poco conocido. El proyecto Re-MAPMATH, financiado con fondos europeos, tenía como finalidad realizar el seguimiento de esta plasticidad del cerebro en relación con las funciones matemáticas en pacientes con tumores cerebrales, antes y después de someterse a cirugía. El equipo del proyecto considera que fue un gran éxito. No solo fue posible medir la actividad en pacientes que sufrían daño cerebral, sino que, además, obtuvieron información sobre cómo funciona el cerebro sano. Los datos obtenidos de muestras de pacientes sanos proporcionarán información nueva sobre cómo el cerebro maneja los cálculos como una red. La investigación se llevó a cabo con financiación de las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA). «En particular, hemos contrastado los procesos numéricos y del lenguaje después de la reorganización del cerebro. Nuestros datos de pacientes normativos nos permiten comparar un cerebro sano con uno reorganizado», explica Elena Salillas, investigadora MSCA en la Universidad de Padua y coordinadora del proyecto Re-MAPMATH.

Actividad cerebral distribuida

«El sistema numérico involucra componentes y características compartidos con otros dominios del cerebro. Por ejemplo, durante la lectura, necesitamos utilizar la memoria de trabajo para comprender un párrafo», explica Salillas. Esta combinación de actividad cerebral específica y distribuida también es necesaria en matemáticas. Por ejemplo, para multiplicar 22 x 44, se necesitan habilidades espaciales. La presencia de daño cerebral debido a algo como un accidente cerebrovascular puede afectar esas áreas específicas y dominios generales del cerebro. «Igual que sucede con la mayoría de los sistemas cognitivos, el sistema matemático es una red compleja de la que es posible alterar cualquier parte. Algunas deficiencias son puramente numéricas y otras no lo son. Por este motivo, existen numerosas lesiones cerebrales que pueden dar lugar a deficiencias numéricas adquiridas», añade Salillas.

Evaluación de las funciones matemáticas

Con el fin de evaluar el impacto sobre la función matemática después de un tumor cerebral y observar cómo se remodela el cerebro, el equipo realizó pruebas específicas a la vez que utilizaba magnetoencefalografía (MEG) para medir la actividad cerebral. Esta técnica de obtención de imágenes mide la señal magnética cerebral. Ofrece un nivel elevado de precisión espacial y temporal y revela dónde se realiza la máxima actividad cerebral. Las pruebas abordaron cuatro componentes numéricos principales. La primera probó la capacidad de realizar aproximaciones. Consistía en una comparación rápida y aproximada entre dos conjuntos de puntos cuya razón numérica variaba periódicamente. La segunda ponía a prueba la capacidad de los pacientes para realizar cálculos exactos, como verificar si multiplicaciones como 3 x 2 = 4 son correctas o no. El equipo detectó tres redes principales en el cerebro responsables de esta capacidad. La tercera prueba consistía en detectar formas de números. «En esta prueba, el participante debía decir si unos dígitos deformados o con formas correctas eran dígitos o no. Esta prueba está orientada hacia la percepción inicial de los símbolos numéricos», explica Salillas. La prueba final comprobaba la capacidad para adaptarse a símbolos.

Revelación de nuevas redes

El equipo del proyecto logró varios éxitos clave, ya que describió con éxito las redes subyacentes en la aritmética simple por primera vez y proporcionó una descripción precisa de las dependencias entre las regiones implicadas. «Puesto que la inmensa mayoría de los estudios sobre el cálculo mediante neuroimágenes se basan en resonancia magnética funcional, otra técnica de obtención de imágenes del cerebro con un tiempo de resolución más lento, esta información tan precisa en función del tiempo era desconocida», explica Salillas.

Palabras clave

Re-MAPMATH, cerebro, tumor, matemática, capacidad, prueba, escaneado, reequilibrio

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