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The neural substrate of numerical cognition in dyscalculia revealed by eye tracking and ultra-high field 7T functional magnetic imaging

Projektbeschreibung

Auswirkungen einer entwicklungsbedingten Dyskalkulie auf bestimmte kognitive Funktionen

Eine entwicklungsbedingte Dyskalkulie macht das Verständnis grundlegender numerischer Konzepte unmöglich und stellt für Kinder ungeachtet ihrer Intelligenz und Bildungschancen eine erhebliche Herausforderung dar. Eine mögliche Ursache für die entwicklungsbedingte Dyskalkulie ist die Abwesenheit eines funktionalen Zahlenverständnisses – der Fähigkeit, die Anzahl von Objekten in einer visuellen Szene abzuschätzen. Eine weitere Hypothese bringt die entwicklungsbedingte Dyskalkulie mit einer suboptimalen Ausbildung allgemeiner kognitiver Funktionen (Aufmerksamkeitssteuerung und kognitive Kontrolle) in Verbindung und spricht dem Zahlenverständnis eine Rolle beim mathematischen Lernen ab. Das EU-finanzierte Projekt DYSC-EYE-7T schlägt eine Hypothese vor, die davon ausgeht, dass die allgemeinen kognitiven Funktionen bei einer entwicklungsbedingten Dyskalkulie stark aber selektiv betroffen sind und es zu einer maximalen Wirkung der Störung kommt, wenn die jeweilige Person mit numerischen Werten umgehen muss. Die Studie hat zum Ziel, die Rolle der Aufmerksamkeit bei der numerischen Kognition zu ergründen, indem sie Eye-Tracking, Pupillometrie und Ultrahochfeldbildgebung (7T) verwendet.

Ziel

What is the foundation of numerical thinking and why do some people struggle with math so much? For children with Developmental Dyscalculia (DD) understanding even the most basic numerical and arithmetical concepts can pose a major challenge, despite their normal intelligence and schooling opportunities. Different etiological accounts attempted to identify the neurocognitive basis of this developmental disorder, yet a universally recognized diagnostic measure of DD is still missing. One possible cause of DD is the lack of a functional “number sense”, the capability to estimate the approximate number of objects in a visual scene, which is thought to be the precursor of formal mathematics. A different account attributes DD to the suboptimal recruitment of general cognitive functions (e.g. attention and cognitive control) and denies any role of the number sense in mathematical learning. Here I propose a third view where domain general cognitive functions are strongly but specifically affected in DD, being maximally dysfunctional when individuals have to deal with numerical quantities. The ambitious aim of DYSC-EYE-7T is to evaluate the role of attention in numerical cognition by means of eye tracking, pupillometry and ultra-high field (7T) imaging. For the first time, these techniques will be used to identify objective and reliable biomarkers of numerical processing: I will develop indices based on eye-movement speed and pupil-size modulation to track individuals’ focus of attention during numerical processing and detect dysfunctional strategies in DD. These indices will be combined with multivariate analysis of functional imaging data to read-out the neural representation of number at high resolution and to identify the cortical origin of the specific attentional deficit in DD. A full understanding of the neurocognitive basis of DD and the validation of unobtrusive methods suited for children will pave the way for precocious diagnosis and more effective interventions.

Wissenschaftliches Gebiet

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.

Koordinator

UNIVERSITA DI PISA
Netto-EU-Beitrag
€ 171 473,28
Adresse
LUNGARNO PACINOTTI 43/44
56126 Pisa
Italien

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Region
Centro (IT) Toscana Pisa
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 171 473,28