La bravura in matematica dipende da due neurotrasmettitori?

In uno studio, pubblicato su “Plos Biology”, gli studiosi dell’Università di Oxford hanno esaminato la correlazione tra la concentrazione di due neurotrasmettitori nel cervello e le abilità di un individuo con i numeri e la matematica. I neurotrasmettitori in questione sono: l’acido gamma-aminobutirrico (GABA) e il glutammato.

È noto infatti, da studi precedenti, che questi due neurotrasmettitori hanno un ruolo nell’apprendimento e nella plasticità neuronale. Non solo, GABA e glutammato influenzano anche alcuni periodi sensibili durante lo sviluppo, cioè periodi in cui si acquisiscono determinate abilità (sia semplici abilità che funzioni cognitive complesse).

Perché analizzare il legame di GABA e glutammato con l’abilità in matematica?

GABA e glutammato sono coinvolti nella plasticità neuronale, quest’ultima può assumere diversi significati. Ad esempio, è legata alla formazione o eliminazione di connessioni sinaptiche o alla riorganizzazione delle connessioni cerebrali. Gli studiosi di Oxford, avendo come obiettivo lo studio delle abilità matematiche, hanno considerato la plasticità dipendente dall’esperienza che è legata a cambiamenti neurali duraturi in risposta all’input ambientale.

Lo studio ha preso in considerazione le concentrazioni di GABA e glutammato a livello del solco intraparietale (IPS, intraparietal sulcus) e della circonvoluzione frontale media (MFG, middle frontal gyrus). La scelta di queste zone del cervello è legata a studi precedenti di neuroimaging che dimostrano come le abilità matematiche siano principalmente legate proprio a queste regioni.

Per esaminare la correlazione tra la concentrazione dei due neurotrasmettitori nel cervello e l’abilità di un individuo con i numeri, lo studio ha coinvolto 255 partecipanti. Sono state considerate età differenti: da bambini di 6 anni frequentanti la scuola primaria, fino a giovani frequentanti l’università. Oltre ad esaminare il legame dei neurotrasmettitori con la bravura in matematica, gli studiosi hanno anche valutato se la loro concentrazione è legata alla capacità di prevedere la bravura in matematica negli anni successivi.

Qual è il legame dei due neurotrasmettitori con l’abilità in matematica?

I ricercatori hanno esaminato i 255 partecipanti tramite una sessione di imaging (MRI) della durata di 60 minuti e tramite test di valutazione generale delle capacità cognitive e test di valutazione matematica. Nel caso di test per la valutazione legata alla matematica, ad esempio, sono stati sottoposti ad alcuni problemi aritmetici che richiedevano l’implementazione di procedure aritmetiche. Gli esercizi dei vari test erano ordinati con difficoltà crescente.

I ricercatori di Oxford hanno poi analizzato i risultati ottenuti, rilevando che: nei bambini più piccoli un maggiore livello del neutrotrasmettitore GABA e un livello minore di glutammato nel solco intraparietale sono correlati a efficienti abilità matematiche. Risultato opposto nei giovani adulti, maggiore concentrazione di glutammato nel solco intraparietale e minori quantità di GABA sono associati a migliori performance matematiche.

Per esaminare anche se le concentrazioni di questi neurotrasmettitori possano prevedere il futuro, i bambini sono stati analizzati anche circa un anno e mezzo dopo. I ricercatori hanno evidenziato che guardando in particolare la quantità di glutammato a livello del solco intraparietale, questa è passata dall’essere bassa ad aumentare durante lo sviluppo, confermando ancora la loro abilità con la matematica.

L’importanza dello studio

Lo studio ha considerato non soltanto il solco intraparietale ma anche la circonvoluzione frontale media, i risultati significativi però sono principalmente quelli ottenuti a livello dell’IPS. Inoltre, i risultati ottenuti mostrano che si tratta di legami specifici con l’abilità matematica e non con capacità cognitive generali.

I risultati riguardano una popolazione sana, ma ulteriori ricerche potrebbero ora portare a comprendere come l’alterazione di glutammato o GABA siano legati a deficit del neurosviluppo. Conseguentemente, si potrebbe capire se la modulazione di tali neurotrasmettitori possa essere utile in programmi di intervento per disturbi dello sviluppo o dell’apprendimento.