Identifican la zona de cerebro implicada en el reconocimiento de los números

Con su equipo de Stanford, Josef Parvizi, profesor asociado de Neurología y director del Programa de Electrofisiología Cognitiva Intracraneal Humana, ha demostrado por primera vez la existencia de un grupo de neuronas en el cerebro humano que se especializa en el procesamiento de números. “En esta pequeña población de células nerviosas hemos visto una respuesta mucho más grande a los números que a símbolos muy similares, a las palabras que suenan parecidas [one –1, en inglés- y won –ganado-] y otras con significados similares".

Este hallazgo, aseguran los autores, abre la puerta a más descubrimientos que permitan determinar en el cerebro cómo se procesa la información centrada en las matemáticas. También podría tener repercusiones clínicas en pacientes con dislexia para los números o con discalculia (incapacidad para procesar información numérica). El grupo que el equipo de Parvizi ha identificado consta de alrededor de 1 o 2 millones de células nerviosas localizadas en el giro temporal inferior. Esta región de la corteza situada a ambos lados del cerebro, en la parte inferior, está implicada en el procesamiento de la información visual. En concreto, procesa información procedente de la corteza visual y se encarga de reconocer las formas geométricas y objetos. También está implicada en la memoria a largo plazo de estas formas.

Efecto de la cultura en el cerebro

Aunque nos parezca que los números son una parte esencial de nuestra vida, y más en esta época de crisis, en la que nos traen especialmente de cabeza, para nuestro cerebro esos guarismos que representan cantidades son algo relativamente moderno para el que no estaba preparado y que han tenido que aprender a reconocer. De hecho ningún bebé nace con esta capacidad. Ocurre igual con la lectura, la escritura o la música.

La solución para adaptarse a esas nuevas formas impuestas por la cultura, procesarlas y reconocerlas ha sido recurrir a una especie de “reciclado neuronal” en el que algunas neuronas han aprendido a identificar los símbolos asociados a los números y darles significado . Estas neuronas ya tenían una función mucho más primitiva, como la de reconocer curvas o líneas entrecruzadas frecuentes en la naturaleza (ramas de árboles, bordes, etc) que también forman parte de los números y las letras.

Gracias a esa enorme plasticidad del cerebro, la parte de la corteza cerebral encargada de reconocer esas formas geométricas podido adaptarse a los "tiempos modernos” marcados por la cultura y las ha asociado a códigos culturales arbitrarios elegidos para representar letras o números, como resalta Parvizi: “ Es una demostración espectacular de la capacidad de nuestros circuitos cerebrales para cambiar en respuesta a la educación . Nadie nace con la capacidad innata para reconocer los números".

Una mirada nueva

El estudio que se publica hoy en el “Journal of Neuroscience” se basa en otro anterior en el que se había pedido a un grupo de voluntarios que respondieran a preguntas matemáticas . “Habíamos acumulado muchos datos de ese estudio sobre qué partes del cerebro se activan cuando una persona se centra en resolver problemas aritméticos, pero eran en su mayoría referentes a otros lugares y no se había prestado mucha atención a esta área del giro temporal inferior," explica Parvizi, autor principal del estudio.

Hubo que esperar a la mirada libre de prejuicios y con menos conocimientos de una estudiante de cuarto curso de Medicina , Jennifer Shum, que se dio cuenta de algo que parecía evidente pero que curiosamente había pasado desapercibido a los investigadores más experimentados: En muchos de los participantes se activaba la misma zona del giro temporal inferior cuando resolvían ejercicios de matemáticas. Shum se encargó de verificar más a fondo que esa observación se mantenía entre los distintos participantes en el estudio y como su observación resultó ser certera, ahora es la primera firmante del artículo publicado en el “Journal of Neuroscience”.

Para corroborar el hallazgo, se diseñó un nuevo estudio en el que participaron voluntarios que padecían epilepsia y que estaban hospitalizados mientras les realizaban pruebas para someterse a una cirugía, ya que no habían mejorado con la medicación.

Pacientes con epilepsia

Estos pacientes tenían una pequeña abertura en el cráneo que permite aplicar electrodos en el cerebro (que afortunadamente no tiene terminaciones nerviosas para el dolor) y localizar de forma muy precisa el foco de sus ataques epilépticos antes de someterse a la intervención quirúrgica. Durante una semana aproximadamente, estos pacientes estan en observación en el hospital, por lo que tienen “bastante tiempo libre”.

Siete de esos pacientes tenían los electrodos colocados precisamente en el giro temporal inferior, y el equipo de Parvizi y Shum l es propuso participar en el nuevo estudio de confirmación . Sólo tenían que ver imágenes proyectadas durante un corto espacio de tiempo en la pantalla de un ordenador, mientras se registraba la actividad cerebral mediante los electrodos que ya tenían en su cerebro. Cada electrodo recoge la actividad de un área correspondiente a medio millón de neuronas . Aunque puedan parecer muchas, no son apenas nada comparadas con los cien mil millones que tenemos en el cerebro.

Lo que veían en la pantalla del portátil eran números (1, 2, 5….) y líneas onduladas, letras, las palabras que representan a los números (uno, dos, tres) y otros símbolos que representaban caracteres numéricos en otros idiomas (tailandés o tibetano), que era muy improbable que supieran reconocer.

A los participantes les sometieron a dos pruebas para ponérselo difícil , en la primera les presentaban letras o números aislados, pero también caracteres falsos, que tenían la forma de los números, pero en los que se había cambiado alguno de sus trazos, manteniendo la estructuras de curvas y ángulos, junto con números en los alfabetos desconocidos.

En la segunda prueba, que era un control de significado y sonido, se incluían números y el sonido de la palabra que los representa, por ejemplo 1 y one, además de palabras con sonidos similares pero distinta escritura (won). Con esto garantizaban que efectivamente estaban registrando la actividad cerebral en respuesta exclusivamente a los números.

A pesar de las diferencias interindividuales en los cerebros de los participantes, los investigadores observaron en casi todos una respuesta significativamente mayor a los números que a los estímulos de forma similar, como letras o mezcla de letras y números, o palabras que significan lo mismo que los números o sonaba como ellos.

Huellas de la evolución en el cerebro

Curiosamente, explica Parvizi, ese grupo de células nerviosas que responden al procesamiento numérico está localizado dentro de otro grupo de neuronas que se activa por símbolos visuales que tienen líneas con ángulos y curvas . "Estas poblaciones neuronales mostraron una preferencia por los números en comparación con las palabras que los representan o sonido similares a los de los números", explica. "Pero en muchos casos, estos sitios respondieron con mucha intensidad a la mezcla de números y letras. Y dentro de este grupo más grande de neuronas genéricas, el ' área visual numérica ' ahora localizada prefería los números reales a las fuentes falsas y a las palabras con el mismo significado o similar sonido”. Lo que confirma la teoría del reciclado neuronal para procesar adquisiciones culturales “tardías” propuesta por autores como el matemático y neurocientífico Stanislas Dehaene.

Gracias a esa plasticidad de nuestro cerebro para adaptarse a funciones nuevas, el lector puede leer este artículo, reconocer los números que va a poner en su próximo boleto del euromillón (para ver si los números dejan de traerle de cabeza) o disfrutar de la música después de una dura jornada de trabajo.