Uno studio di Università di Firenze e Istituto di Neuroscienze del Cnr di Pisa evidenzia per la prima volta il meccanismo con il quale il nostro cervello traduce le cifre in realtà
In molti casi, una delle materie che costituiscono un vero e proprio scoglio per un bambino che inizia a frequentare le scuole è la matematica.
I numeri vengono percepiti infatti come un qualcosa di astratto, lontano dalla realtà concreta. In realtà, in natura, non è così.
I numeri in natura
Gli esseri umani condividono al contrario con molti animali un primitivo sistema numerico non verbale che codifica il numero di oggetti nello spazio e gli eventi nel tempo.
Si ritiene che la capacità di stimare i numeri rapidamente ma in modo imperfetto sia un attributo percettivo primario, spesso definito “senso del numero”.
L’uso spontaneo del numero di azioni nel regno animale è del resto ormai consolidato.
Per esempio, le formiche del deserto fanno affidamento sul numero di passi per tornare al nido.
Oppure i maschi di alcune specie di rane eguagliano o superano il numero di passi delle concorrenti per attrarre la compagna.
Ancora, alcuni uccelli canori modulano il numero di sillabe nei richiami per segnalare la pericolosità dei predatori.
In ogni caso, “l’uso di strategie motorie legate al numero da parte degli animali ha un chiaro valore ecologico per la sopravvivenza e la conservazione della specie”.
Dai simboli alle sequenze di azioni
Più recentemente, è stato dimostrato anche che la numerosità interagisce fortemente con l’azione, portando all’idea di un sistema numerico sensomotorio, che incorpora l’azione, e la sua interazione con i sistemi sensoriali. E sia gli studi fisiologici che quelli psicofisici supportano l’esistenza di un sistema numerico sensomotorio.
Un team di ricercatori del Dipartimento di Neuroscienze, Psicologia, Area del farmaco e Salute del bambino dell’Università di Firenze e dell’Istituto di Neuroscienze del Cnr di Pisa ha ora appena pubblicato sulla rivista eLife i risultati di una ricerca che ha provato ad analizzare il modo in cui il cervello si rappresenta le informazioni numeriche.
“Per la prima volta nell’essere umano – spiega Giovanni Anobile, coordinatore scientifico del progetto – abbiamo scoperto e descritto un meccanismo in grado di tradurre simboli numerici, ossia cifre scritte, in sequenze numeriche di azioni”. I test svolti hanno dunque evidenziato l’esistenza di questo meccanismo sensomotorio nel nostro cervello.
Il sistema di numerosità sensomotorio del cervello umano
Il sistema adottato da altri animali, così, “potrebbe essere stato preservato negli esseri umani e riproposto per i bisogni specifici della nostra specie”, ipotizza lo studio.
Del resto la considerazione del numero di azioni da compiere gioca un ruolo importante per un’efficace interazione dell’uomo con l’ambiente circostante.
Gli studiosi sono così partiti dalla precedente dimostrazione del fatto che “dopo pochi secondi di adattamento mediante il tocco delle dita, la numerosità percepita delle matrici spaziali e delle sequenze temporali di oggetti visivi visualizzati vicino alla regione del tocco aumenta o diminuisce, implicando l’esistenza di un sistema di numerosità sensomotorio”.
La scoperta del 2016 di un gruppo sempre facente capo ad Anobile è stata così estesa sfruttando una “tecnica di covarianza consolidata”, utilizzata per svelare e caratterizzare i “canali” per caratteristiche visive di base come colore, movimento, contrasto e frequenza spaziale.
Due “canali numerici” per passare all’azione
A un campione di 30 persone è stato quindi chiesto di premere rapidamente un tasto da 8 a 32 volte, senza contare, misurandone poi la precisione.
“I risultati – spiega lo studio – dimostrano chiaramente l’esistenza di meccanismi sensomotori che convertono i numeri simbolici in azioni, con correlazioni decrescenti con la distanza numerica”.
“L’analisi fattoriale – continua l’abstract – ha identificato due fattori, uno per i numeri bassi e l’altro per i numeri più alti.
Questi risultati suggeriscono ulteriormente l’esistenza di almeno due canali numerici sensomotori responsabili della traduzione dei numeri simbolici in sequenze di azioni, che si occupano di obiettivi numerici relativamente diversi”.
Si sottolinea inoltre che “il fatto che le condizioni di picchiettamento veloce e lento abbiano fornito risultati simili nonostante le velocità di picchiettamento molto diverse suggerisce che la frequenza temporale del picchiettamento non ha giocato un ruolo importante”.
Le possibili applicazioni della scoperta
“Oltre a svelare un nuovo meccanismo numerico condiviso tra azione e percezione – riprende Anobile – questa ricerca può offrire una base per futuri studi sull’apprendimento della matematica nei bambini in età scolastica.
In particolare, potrebbe aprire nuove prospettive sulla discalculia evolutiva, nonché su altri casi di disturbi dell’apprendimento”.
“Nei bambini – aggiunge il professore – il meccanismo da noi rilevato potrebbe avere un’importanza decisiva nello sviluppo delle abilità matematiche e nella comprensione dei numeri”.
La stima della numerosità, negli esseri umani, potrebbe infatti agire come un precursore non simbolico per lo sviluppo di abilità matematiche simboliche.
Il sistema sensomotorio potrebbe così agire come uno strumento precoce per aggiornare e calibrare costantemente i sistemi motori e sensoriali per la codifica e la manipolazione attiva di quantità e oggetti, con un potenziale impatto sulla qualità delle abilità matematiche formali nello sviluppo successivo.
Alberto Minazzi
