Ni GABA né glutammato: ecco il segreto sorprendente del cervello che ci fa amare la matematica
C’è un mistero tutto neurale tra noi e il nostro amore (o odio) per le equazioni. Se pensate che la passione per la matematica sia solo una questione di talento naturale o di insegnanti più o meno ispirati, preparatevi a essere smentiti da quello che succede, letteralmente, tra le nostre sinapsi.
Un viaggio nel cervello: alla scoperta del sesto senso matematico
I neuroscienziati britannici si sono posti una domanda tanto ambiziosa quanto universale: cosa avviene nel nostro cervello quando affrontiamo i numeri? Fino a poco tempo fa, sapevamo che alcune aree del cervello – in particolare la regione del solco intraparietale sinistro, incastonata nel lobo parietale – erano coinvolte tanto nelle difficoltà di apprendimento della matematica, quanto nei casi di veri e propri prodigi dei numeri. Ma mancava la scintilla che illuminasse le dinamiche di queste zone nel tempo.
Ed ecco la sorpresa: i ricercatori, con l’aiuto di una spettroscopia a risonanza magnetica (non temete, nessun bambino maltrattato in laboratorio), hanno misurato i livelli di due neurotrasmettitori fondamentali – GABA e glutammato – in 255 persone con età dai 6 anni fino a studenti universitari. Non solo: hanno fatto svolgere a queste persone due test di aritmetica, a distanza di un anno e mezzo l’uno dall’altro.
GABA e glutammato: la strana coppia della plasticità cerebrale
- GABA e glutammato sono le rock star della trasmissione nervosa: possono eccitare o inibire l’attività dei neuroni, cioè accendere o spegnere i collegamenti sinaptici. Questo meccanismo è uno degli elementi chiave di come apprendiamo cose nuove.
- Erano già noti per il loro ruolo in compiti semplici, come aiutare un topo a non perdersi in un labirinto. Ma ora la domanda era: sono sul palco anche quando si tratta di funzioni cognitive complesse come la matematica?
I risultati sono stati sorprendenti: i livelli di questi due composti non sono correlati alle capacità matematiche nello stesso modo lungo tutta la vita. Nei bambini che eccellevano in matematica si notavano alti livelli di GABA, mentre negli adulti più abili si registravano livelli bassi dello stesso neuromediatore.
E il glutammato? Nei bambini, alti livelli erano associati a performance scarse, mentre negli adulti era vero il contrario: bassi livelli di glutammato significavano prestazioni peggiori. Un vero e proprio cambio di polarità neurochimica mentre si cresce, che ha lasciato a bocca aperta i ricercatori.
Cosa significa tutto questo? Domande aperte (e qualche ipotesi)
Perché questa inversione? Domanda da un milione di dollari, anzi… di sinapsi! Anche tra gli scienziati serpeggia il dubbio. Secondo Andre Knops, neuroscienziato del CNRS di Parigi, queste sono scoperte sorprendenti che prima di tutto andrebbero replicate: solo allora si potrà puntare a comprenderle meglio. Una delle ipotesi sul tavolo suggerisce che il GABA, normalmente “freno” del cervello, nei bambini sembra invece dare una spinta, mentre i “circuiti” del glutammato, eccitatore, potrebbero svilupparsi più tardi.
Inoltre, con l’età cambiano anche le strategie per risolvere problemi matematici: mentre da piccoli, magari, si va d’istinto, crescendo si fa sempre più affidamento sulla memoria, coinvolgendo anche regioni cerebrali come l’ippocampo. D’altra parte, i ricercatori sottolineano come queste inversioni chimiche potrebbero comparire anche in altri tipi di funzioni cognitive sostenute dal lobo parietale, ad esempio la memoria spaziale o la capacità di orientarsi.
- Connettere i cambiamenti nei livelli di neurotrasmettitori a funzioni cognitive come la matematica è una novità assoluta.
- Questi risultati aprono la porta a ulteriori studi per chiarire i meccanismi alla base dell’apprendimento e di come evolvono nel corso della vita.
Un ultimo dettaglio da non trascurare (proveniente dal cuore pulsante della sinapsi): i neurotrasmettitori vengono rilasciati da vescicole che si fondono con la parete dei neuroni per trasmettere i messaggi. Come dire: anche la chimica, nei momenti clou, ha bisogno di gesti plateali.
Conclusioni: numeri, cervello e qualche mistero
Quindi, la prossima volta che vi arrovellerete su una divisione complicata o vi entusiasmerete per una dimostrazione geniale, sappiate che nel vostro cervello sta avvenendo un vero spettacolo chimico: GABA e glutammato danzano in modo diverso a seconda dell’età e delle strategie cognitive che adottiamo. La scienza, come la matematica, non smette mai di stupire!
