Una investigación revela pistas sobre cómo interpreta el cerebro conceptos matemáticos complejos
La capacidad del ser humano para comprender conceptos matemáticos abstractos es una característica única que no aparece en otras especies. Incluso sin educación formal ni lenguaje específico, los personas poseen un conocimiento intuitivo inherente sobre conceptos aritméticos y geométrico, un fenómeno que está relacionada con la actividad de un área concreta del cerebro: el surco intraparietal. Sin embargo, aún se desconoce en gran medida cómo interpreta el cerebro humano conceptos matemáticos complejos. Investigaciones previas han revelado que la comprensión de conceptos matemáticos complejos es independiente de los circuitos neuronales del cerebro que hacen posible el lenguaje, sino que depende de sistemas más antiguos relacionados con la numeralidad y el procesamiento espacial. Este descubrimiento plantea varias preguntas. ¿Cómo afecta el lenguaje a la educación matemática en la escuela? ¿Con qué rapidez se asimilan nuevos conceptos matemáticos a través de la red cerebral implicada en la actividad matemática? ¿En qué medida es comparable la actividad neuronal de los niños con la de los adultos durante el aprendizaje?
De los estudios de laboratorio a la investigación experimental
Para abordar estas preguntas, en el proyecto NeuroMath, financiado con fondos europeos, se combinaron métodos de neuroimagen con técnicas de aprendizaje y desarrollo. La investigación contó con el respaldo de las acciones Marie Skłodowska-Curie. El innovador método de estudio basado en la resonancia magnética funcional RMf consistió en que, durante una sesión de RMf, los participantes vieran un vídeo de una breve lección sobre un nuevo concepto matemático y efectuaran tareas para evaluar su comprensión del mismo antes y después del vídeo. En el estudio con adultos, veintiún estudiantes universitarios de primer curso vieron vídeos sobre cuatro temas diferentes, a saber: teoría de la medida, procesos estocásticos, biología vegetal y derecho de propiedad. Su tarea consistió en determinar si las afirmaciones matemáticas y no matemáticas que se hacían en los vídeos eran verdaderas o falsas. «Los resultados revelaron que, si bien los conceptos matemáticos conocidos activaban la red cerebral concreta relacionada con la actividad matemática, los conceptos nuevos no se integraban de forma automática en esa red», comenta Marie Amalric, coordinadora del proyecto. Ello significa que el cerebro no clasifica ni procesa inmediatamente la nueva información matemática de la misma manera que los conceptos ya conocidos. No obstante, el nuevo método de estudio basado en la RMf permitió evaluar la eficacia de materiales pedagógicos matemáticos. Los resultados de este estudio se publicaron en la revista «PNAS». En el caso de los niños, la investigación se centró en la enseñanza de la propiedad conmutativa de la multiplicación. En primer lugar, los investigadores evaluaron los conocimientos previos de niños de cinco años con un juego que consistía en la distribución de un número de manzanas. Los resultados revelaron que la simetría inherente a la propiedad conmutativa ayudaba a los preescolares a entender el concepto.
Los métodos de enseñanza deben evaluar la comprensión y el dominio previos de los símbolos
A continuación, el equipo del proyecto comprobó los conocimientos de los niños de primaria sobre la propiedad conmutativa de la multiplicación con un juego de comparación de números. La evaluación de la eficacia del método de enseñanza de conceptos matemáticos a través de juegos dependía de la comprensión y la capacidad previa de los niños para utilizar símbolos. Los niños con menor dominio simbólico mostraron mejoras en las pruebas con símbolos, mientras que los que tenían mayor dominio mejoraron en los pruebas sin símbolos. «Esto indica que la propiedad conmutativa de la multiplicación no se puede entender de forma intuitiva antes de la enseñanza formal», destaca Amalric. Los resultados del proyecto se publican en «Proceedings of the Annual Meeting of the Cognitive Science Society». Para evaluar el efecto del material pedagógico en la actividad neuronal, veinte niños de segundo de primaria completaron, durante una sesión de RMf, un juego similar de comparación de números antes y después de una intervención didáctica. Este proceso de repitió con viente adultos para correlacionar la madurez funcional con el rendimiento. El análisis de los datos de RMf está en curso. «Proporcionamos una nueva perspectiva sobre el desarrollo de conceptos matemáticos abstractos a través de la educación formal. Nuestro método de diagnóstico mejora nuestra comprensión sobre cómo el cerebro percibe, aprende y comprende a nivel conductual y neuronal cifras grandes con distintos patrones de agrupación. También obtuvimos resultados interesantes sobre el aprendizaje simbólico previo sobre la propiedad conmutativa de la multiplicación», concluye Amalric.
Palabras clave
NeuroMath, conceptos matemáticos, cerebro humano, educación, símbolos, RMf, propiedad conmutativa de la multiplicación, neuroimagen
