De las abejas a la discalculia | Tangente

Catherine Thevenot es profesora en el Instituto de Psicología de la Universidad de Lausana, donde codirige el Laboratorio del Cerebro y el Desarrollo Cognitivo. Especializada en el aprendizaje y el desarrollo de las competencias numéricas en los niños, se interesa por las abejas para identificar los mecanismos biológicos innatos que intervienen en estos aprendizajes.

Catherine Thevenot: En estos momentos trabajo mucho sobre el conteo con los dedos. Hemos obtenido resultados espectaculares sobre el interés de enseñar este método a niños de 5 años. También trabajo sobre la relación entre número y espacio, así como sobre la manera en que los adultos resuelven multiplicaciones. Tengo unos treinta proyectos en marcha, muchos de ellos centrados en estas temáticas.

He trabajado sobre las abejas con mis colegas Martin Giurfa y Rosa Rugani en el marco de mis investigaciones sobre la relación entre número y espacio. Martin es uno de los mayores especialistas mundiales en abejas, con un enfoque más biológico que el mío, y Rosa ya había demostrado la capacidad de los polluelos para organizar las cantidades de izquierda a derecha.

Un estudio realizado con abejas mostró que estas organizan espontáneamente las cantidades según un eje espacial de izquierda a derecha. Tras ser entrenadas para reconocer una cantidad objetivo —por ejemplo, tres elementos—, durante la prueba las abejas se enfrentan a dos conjuntos idénticos que no corresponden a la cantidad aprendida —por ejemplo, un elemento a la izquierda y otro a la derecha, o cinco a la izquierda y cinco a la derecha—. De manera significativa, se dirigen con mayor frecuencia hacia el conjunto situado a la izquierda cuando contiene una cantidad inferior al objetivo, y hacia el situado a la derecha cuando contiene una cantidad superior. Este comportamiento sugiere la existencia de una representación espacial de las cantidades, en la que los valores pequeños se asocian con la izquierda y los grandes con la derecha.

Hace décadas que se sabe que los seres humanos que escriben de izquierda a derecha también organizan mentalmente los números de izquierda a derecha. Pero una gran cuestión es saber si esta organización mental es puramente cultural. En las culturas en las que las personas escriben de derecha a izquierda, los números también tienden a organizarse mentalmente de derecha a izquierda, lo que constituye un argumento a favor de que la cultura sea responsable de la organización mental de los números. Ahora bien, en bebés o polluelos, que no están impregnados de la cultura de la lectura, se observa una preferencia por organizar las cantidades pequeñas a la izquierda y las mayores a la derecha. Entonces quisimos saber si este resultado también podía observarse en insectos, ¡y así es! Por tanto, podemos concluir que la organización izquierda-derecha de las cantidades se basa en fundamentos biológicos, pero que nuestras representaciones innatas están moduladas por la cultura. Estas investigaciones son importantes porque determinar cuál es la organización más natural para que los niños se representen los números permitirá diseñar programas de aprendizaje adaptados. Por ejemplo, nuestras investigaciones confirman que el uso habitual de rectas numéricas orientadas de izquierda a derecha en las aulas es una buena idea. Por supuesto, en los primeros aprendizajes, el aspecto ordinal del número —el hecho de que, por ejemplo, 3 vaya después de 2— debe articularse con su dimensión cardinal, el hecho de que 3 designa una cantidad de tres elementos.

Para estudiar el aprendizaje en niños y adultos, utilizo métodos de observación del comportamiento y registros de la activación cerebral. En las abejas, por el momento nos hemos limitado a observar su comportamiento. En cambio, se han puesto de manifiesto activaciones cerebrales que evolucionan a medida que avanzan el desarrollo y el aprendizaje en niños de 8 años, de 13 años y en adultos al resolver problemas aritméticos.

Cuando resuelve una suma muy sencilla como 2 + 3, no tiene la impresión de contar: la respuesta surge directamente en su mente. Durante mucho tiempo, los investigadores pensaron que esta resolución rápida era posible porque, tras numerosas resoluciones, el conocimiento de 2 + 3 se almacenaba en la memoria a largo plazo. Tendría entonces el mismo estatus que saber que París es la capital de Francia. Sin embargo, en mis estudios mostramos que lo que hacen los expertos para resolver este tipo de problemas no es recuperar un hecho de la memoria. En realidad, ponen en marcha un procedimiento de conteo extremadamente rápido e inconsciente. Este procedimiento consiste en dar pequeños pasos de 1 en 1 sobre una recta mental orientada de izquierda a derecha, de ahí la relación con mis trabajos sobre las abejas.

En este marco, los «expertos» son las personas que han automatizado los procedimientos, por lo general a los 13 años. Determinar exactamente qué hacen los expertos cuando resuelven cálculos es crucial para establecer métodos de aprendizaje adaptados para los niños pequeños. Así, la conclusión de mis trabajos es que no es buena idea hacer que los niños aprendan de memoria las tablas de sumar, como se hace a veces en algunas escuelas. Lo que debe priorizarse es el conteo, con los dedos, por ejemplo.

Lo que mostramos es que son muy pocos los niños que pueden hacer cálculos mentales con facilidad sin haber pasado por una etapa de cálculo con los dedos. Por tanto, sin ser necesario para el buen desarrollo de las competencias aritméticas, sí, el cálculo con los dedos es una etapa importante. Se debería proporcionar una calculadora a los niños lo más tarde posible en su recorrido escolar, pues es extremadamente importante que puedan manipular los números, contar y calcular para acabar automatizando sus procedimientos de cálculo. Un niño que sabe que 7 × 6 = 42 siempre será más rápido que quien tenga que sacar la calculadora. El tiempo y los recursos cognitivos ahorrados al realizar el cálculo podrán dedicarse a actividades más interesantes y de nivel más elevado, como comprender el enunciado matemático en el que se integra el cálculo o comprender el principio geométrico que permite calcular una superficie. En otras palabras, los niños que no pueden resolver automáticamente cálculos sencillos tendrán menos posibilidades de desarrollar competencias matemáticas avanzadas, de razonar eficazmente ante problemas complejos y de abordar con serenidad conceptos abstractos.

La gran mayoría de las observaciones que hacemos con niños se realizan en sus escuelas, e incluimos a todos los niños de las edades que nos interesan. A veces, posteriormente excluimos de nuestros análisis a niños alófonos\ que quizá no hayan comprendido nuestras instrucciones o, según los objetivos de nuestras investigaciones, a niños que presenten trastornos del aprendizaje. (\ Una persona alófona es aquella cuya lengua materna es distinta de la lengua utilizada en el experimento). En ocasiones son precisamente estos niños quienes nos interesan, en particular si presentan discalculia. Podemos proponerles que resuelvan pequeños cálculos sencillos, es decir, con números de una sola cifra, y los grabamos en vídeo para codificar después sus comportamientos. Muchos de mis estudios también utilizan los tiempos de reacción y, en ese caso, las tareas numéricas se presentan en un ordenador. En cuanto a los estudios de neuroimagen, que realizo en colaboración con mi colega Jérôme Prado, adscrito al Centro de Investigación en Neurociencias de Lyon, los procedimientos son más complejos. Los niños deben acudir al laboratorio de investigación con su familia. Antes de realizar propiamente el experimento en el escáner, se familiariza al niño con el dispositivo para que pueda acostumbrarse al entorno, al ruido de la máquina de RM (resonancia magnética) y a la exigencia de permanecer inmóvil durante el estudio. A menudo se utilizan escáneres que imitan cohetes, por ejemplo, para tranquilizar a los niños y dar un aspecto lúdico a la situación.

La discalculia es un trastorno del desarrollo que afecta a la adquisición de conocimientos relacionados con el número y la aritmética. Afecta del 3 al 6 % de los niños y sus orígenes son en parte genéticos.

Varias hipótesis pueden explicar los trastornos que provoca. Para algunos investigadores, constituye un trastorno primario derivado de una dificultad para comprender los números en su formato no simbólico o de una dificultad para establecer la correspondencia entre el formato no simbólico y el formato simbólico —por ejemplo, I I I corresponde al símbolo «3»—. Para otros investigadores, corresponde más bien a un trastorno secundario vinculado, por ejemplo, a déficits en la memoria de trabajo, las competencias visoespaciales y la inhibición, o también, y esto es lo que se desarrollará aquí, de la automatización procedimental. Además, estas hipótesis no son necesariamente excluyentes entre sí.

La hipótesis del déficit de automatización procedimental explica uno de los mayores obstáculos que los niños con discalculia encuentran en el desarrollo de sus competencias numéricas: su dificultad para resolver con facilidad problemas aritméticos. Recientemente hemos mostrado que estas dificultades son aún más patentes en la suma que en la multiplicación. Así pues, las dificultades de los niños con discalculia se situarían más bien en el plano procedimental que en el de la memoria. En efecto, mientras que los resultados de las multiplicaciones se aprenden de memoria y acaban almacenados en la memoria a largo plazo, no ocurre lo mismo con las sumas, que se practican en los primeros cursos mediante el conteo.

Los niños empiezan, en efecto, a resolver sumas recitando la sucesión numérica de 1 en 1, muy a menudo ayudándose de los dedos. La suma 2 + 3, por ejemplo, se resuelve habitualmente representando 2 en una mano, 3 en la otra y volviendo a contar todos los dedos levantados desde 1 —es decir, 1, 2; 1, 2, 3 y, por tanto, 1, 2, 3, 4, 5—. A medida que se desarrollan, estas estrategias de conteo se simplifican partiendo del mayor de los operandos —en nuestro ejemplo, se parte de 3 y se cuenta: 4, 5—. Según la teoría del conteo automatizado, estos procedimientos nunca desaparecen por completo e incluso el adulto experto resuelve las sumas pequeñas mediante procedimientos de conteo, que se han vuelto tan rápidos que ya no son accesibles a la consciencia. Esta automatización de los procedimientos, que correspondería por tanto al rasgo característico del funcionamiento experto en la resolución de problemas aritméticos, aparecería hacia los 12-13 años en los niños sin trastornos del aprendizaje.

Así, el principal problema de los niños con discalculia, o al menos de algunos de ellos, podría residir en que no consiguen automatizar los procedimientos de conteo. Esta hipótesis explica su lentitud al ejecutar operaciones y el elevado coste cognitivo que sigue teniendo esa ejecución, en comparación con los niños sin discalculia, que resuelven las mismas operaciones muy rápidamente, casi sin esfuerzo.

Estos trabajos, realizados en una especie no humana y no verbal, sugieren que algunas bases de la cognición numérica, como la organización espacial de las cantidades o procedimientos inconscientes de cálculo, podrían basarse en mecanismos biológicos elementales compartidos entre especies. En el contexto de la discalculia, esto permite delimitar mejor los componentes fundamentales del sentido del número, con independencia del lenguaje o de la enseñanza formal. Al identificar los sesgos de organización espacial que sustentan la representación de las cantidades, estas investigaciones podrían ayudar a diseñar herramientas pedagógicas adaptadas, destinadas a reforzar estas representaciones espaciales tempranas en los niños con dificultades. Por ejemplo, intervenciones lúdicas que movilicen el eje izquierda-derecha o la manipulación de espacios numéricos concretos podrían contribuir a apoyar el desarrollo del sentido del número y a compensar algunas fragilidades observadas en niños con discalculia.

No hay aprendizaje sin atención ni memoria. Estos dos pilares cognitivos están en la base de todo aprendizaje. Si no podemos prestar atención a una información, esta nunca pasará a la memoria. Si padecemos un trastorno de la memoria, la información a la que hayamos prestado atención desaparecerá rápidamente y para siempre de nuestro universo cognitivo. Por tanto, las interacciones entre memoria y atención están en el centro de toda investigación sobre el aprendizaje. Sin embargo, investigaciones recientes muestran que las medusas, que no tienen sistema nervioso central ni, por tanto, cerebro, pueden aprender por asociación. La posibilidad de este aprendizaje, aunque muy básico, sorprende a los investigadores, que deberán comprender cómo es posible sin capacidades de atención y memoria gobernadas por el cerebro.

Desde su nacimiento, los niños tienen intuiciones impresionantes sobre su entorno. Les sorprende, por ejemplo, que una silla se desplace sola, que 1 + 1 pueda dar 1 —por ejemplo, mediante trucos de magia— o que un objeto sólido atraviese otro. Sin embargo, a esta edad aún no cabe hablar de razonamiento. Solo a partir de los 5-6 años pueden empezar a razonar sobre situaciones concretas, es decir, que implican objetos o imágenes. No obstante, aún tendrán que esperar varios años para poder razonar sobre hipótesis o conceptos abstractos.

Entrevista realizada por Mireille Schumacher