Cuando vemos de 2 a 4 manzanas, podemos identificar rápidamente el número. Sin embargo, al ver cinco o más manzanas nuestro tiempo de reconocimiento aumenta y muchas veces cometemos errores de cálculo. De hecho, el cerebro reconoce cantidades más pequeñas de cosas de manera diferente que cantidades más grandes. Una nueva investigación de las universidades de Tübingen, Bonn y el Hospital Universitario de Bonn muestra que el cerebro procesa cantidades más pequeñas de manera diferente que cantidades más grandes. Los hallazgos fueron publicados recientemente en la revista Nature Human Behavior.
Imaginemos que alguien nos muestra una imagen de un cuarteto de cuerda y nos pide que digamos cuántas personas hay en la imagen. No hubo tiempo suficiente para contar, pero todos soltamos: "¡Cuatro!" La siguiente foto mostraba un septeto, lo que nuevamente nos dio tiempo suficiente para echar un vistazo rápido. Dudamos, esta vez no tan confiados: el número correcto para "ocho" era en realidad siete, pero estábamos muy cerca.
Los humanos parecemos tener dos formas únicas de procesar cantidades de cosas: generalmente somos capaces de identificar pequeñas cantidades de cosas de forma rápida y correcta. Esto también se conoce como "subización" en el mundo de la investigación. Sin embargo, cuando hay cinco o más elementos, este enfoque cambia repentinamente: necesitamos cada vez más tiempo para responder y las respuestas se vuelven cada vez menos precisas.
Utilizando electrodos ultrafinos implantados en los lóbulos temporales de pacientes con epilepsia, los investigadores pueden observar la actividad de neuronas individuales en diferentes regiones del cerebro. Crédito de la foto: Christian Burkert/Volkswagen Stiftung/Universidad de Bonn
Por lo tanto, algunos investigadores han especulado que existen dos métodos de procesamiento diferentes en el cerebro: un método preciso para tratar con números pequeños y un mecanismo de estimación para tratar con números grandes. El profesor Florian Mormann del departamento de epilepsia del Hospital Universitario de Bonn explica: "Sin embargo, esta idea sigue siendo controvertida. También es posible que nuestro cerebro esté siempre haciendo estimaciones, pero la tasa de error para cantidades más pequeñas es tan baja que ni siquiera se nota".
Las neuronas son más selectivas para cantidades más pequeñas de cosas.
Sin embargo, investigaciones recientes muestran que procesamos cantidades pequeñas y grandes de cosas de manera diferente. El equipo de investigación que participó en el proyecto demostró hace varios años que las células nerviosas del cerebro son responsables de procesar cada cantidad. Por ejemplo, algunas neuronas son responsables principalmente de dos elementos, algunas son responsables de cuatro elementos y otras son responsables de siete elementos. El profesor Andreas Nieder de la Universidad de Tubinga explica: "Sin embargo, las neuronas también reaccionan a cambios sutiles en los números. Por lo tanto, las células cerebrales del elemento 'siete' también reaccionan a los elementos 'seis' y 'ocho', pero de forma más débil. Las mismas células siguen activadas, pero aún más débilmente para los elementos cinco o nueve".
Los participantes del estudio vieron una serie de puntos en una pantalla durante medio segundo. Tras una breve pausa, debían indicar si el número era par o impar. Si el número de puntos es inferior a 5, suelen dar la respuesta correcta sin dudarlo. Más allá de este número, los tiempos de reacción y las tasas de error aumentan gradualmente. Crédito de la imagen: AGMormann/Universidad de Bonn
Needle ha podido demostrar este "efecto de distancia numérica" en experimentos con monos. Este efecto parece ocurrir sólo en poblaciones más grandes de humanos. "Para los números con menos de cinco elementos, parece haber un mecanismo adicional que hace que estas neuronas sean más precisas", afirmó el neurobiólogo.
"Cuando una célula cerebral que representa tres números reacciona, inhibe simultáneamente las células cerebrales que representan dos y cuatro números", afirmó el neurobiólogo. "Esto reduce el riesgo de que estas células también activen erróneamente el número tres. Sin embargo, este mecanismo no se aplica a las neuronas que activan los números cinco, seis u ocho. Por eso la tasa de error es mayor para estos números".
Observar el trabajo de las células cerebrales individuales.
Una característica del Hospital Universitario de Bonn ha beneficiado enormemente a los investigadores en su investigación: el departamento de epilepsia del hospital está especializado en cirugía cerebral. Los médicos intentan tratar la epilepsia extirpando quirúrgicamente el tejido nervioso enfermo. Para determinar la ubicación de la zona epileptogénica, a veces primero se insertan electrodos en el cerebro del paciente.
Diecisiete pacientes participaron en el último estudio. Como preparación para la cirugía, insertaron microelectrodos finos como un cabello en los lóbulos temporales. "Con ellos podemos medir la respuesta de células nerviosas individuales a estímulos visuales", explica Esther Kutter.
Los sujetos se sentaron frente a la pantalla de una computadora y durante medio segundo aparecieron en la pantalla un número variable de puntos. Luego se pidió a los sujetos que dijeran si habían visto un número par o impar de puntos. Respondieron muy rápido y cometieron pocos errores hasta llegar a los cuatro puntos. Más tarde, a medida que aumentaba el número de puntos, también aumentaba el número de errores, al igual que el tiempo de reflexión que necesitaban los participantes para completar la tarea.
Este trabajo proporcionará nuevos conocimientos sobre cómo el cerebro humano procesa los números. A largo plazo, estos hallazgos pueden conducir a una mejor comprensión de la discalculia, un trastorno del desarrollo asociado con una mala comprensión de los números.