For mange er matematikk det er et elegant språk som beskriver universet; for andre er det en konstant kilde til angst og frustrasjon. Hvorfor er det et så klart skille? Moderne vitenskap forteller oss det vanskeligheter i matematikksom i de alvorligste tilfellene kan føre til utviklingsdyskalkuli, er ikke bare et resultat av dårlig engasjement eller dårlig utdanning. Som fremhevet av nyere studier, inkludert en publisert i 2024, fremhevet at numeriske ferdigheter avhenger av en distribuert nettverk av hjerneregionersom jobber sammen for å komme opp med mengder og regler. Når disse nettverkene de kommuniserer ikke effektivt eller har strukturelle endringer, blir læring en bratt stigning. Oppsummert er vanskeligheter i matematikk ikke bare et spørsmål om tall, men resultatet av hvordan hjernen konstruerer, skiller og henter informasjon, en prosess som for noen krever en forbruk av kognitiv energi enormt høyere enn andre.
Vanskeligheter i matematikk: også et spørsmål om hjernekabling og genetikk
Matematiske ferdigheter ligger ikke i et enkelt «matematikksenter», men kommer ut av samarbeidet mellom forskjellige områder av hjernenspesielt parietal sulcus og prefrontal cortex, posterior parietal cortex, ventral temporo-occipital cortex. Små variasjoner i volum og struktur på disse spesifikke områdene ser ut til å være ansvarlig for individuelle forskjeller som vi finner i matematikk. Den nevnte 2024-studien, publisert i tidsskriftet Science Advances, neiog barn med matematiske vansker, blir ofte observert reduserte mengder grå substans og lavere integritet av hvit substans, som fungerer som en «motorvei» for informasjon mellom forskjellige hjerneområder involvert i matematiske beregninger. Disse variasjonene indikerer ikke reelle kognitive mangler: de beskriver ganske enkelt en forskjellig konfigurasjon av hjernen vår i behandlingstall.
Disse strukturelle forskjellene har en sterk genetisk komponent. Som studien publisert på alltid rapporterer Vitenskapens fremskritt, tvillingforskning tyder på at genetiske faktorer forklarer omtrent 60-70 % av forskjellene i matematiske evner. Den samme forskningen identifiserte til og med spesifikke genekspresjonsprofiler i hjernen relatert med matematiske ferdigheter: for eksempel ser gener relatert til nevronal signalering og kaliumkanalaktivitet ut til å spille en avgjørende rolle i den synaptiske plastisiteten som er nødvendig for læring. Videre, som rapportert av anmeldelsen Nevrobiologi av numerisk læring, spesifikke genetiske varianterslik som de på ROBO1-genet, har blitt koblet til volum av grå substans og høyre parietal cortexsom direkte påvirker evnen til å behandle mengder.
På et kjemisk nivå er balansen mellom nevrotransmittere også kritisk. Det har blitt observert GABA-konsentrasjoner (en hemmende nevrotransmitter) og glutamat (eksitatorisk) i den intraparietale sulcus forutsi matematisk ytelse og evnen til å lære, noe som tyder på at hjernens plastisitet i disse områdene er regulert av presise molekylære mekanismer som varierer fra person til person.
Hjerne og mentale representasjoner hos barn: studien
I tillegg til den fysiske strukturen i hjernen oppstår matematiske vanskeligheter fra måten hjernen behandler informasjon på. Et avgjørende aspekt er hjernens evne til lage distinkte representasjoner for ulike operasjoner. Hos barn med gode matematiske ferdigheter aktiverer hjernen tydelig differensierte nevrale baner når den står overfor addisjon versus subtraksjon. Tvert imot, hos barn med matematiske lærevansker, disse nevrale representasjoner vises «uskarpt» og overlappende: hjernen sliter med å skille på nevralt nivå mellom de to operasjonene. Denne mangelen på nevral differensiering finnes i nøkkelområder som den intraparietale sulcus og den fremre temporale cortex, ansvarlig for semantisk hukommelse.
Forvirring på nevralt nivå oversettes til strategier ineffektiv oppførsel. Mens kompetente individer raskt går fra telling til direkte gjenfinning av aritmetiske fakta fra hukommelsen (automatisk å vite at 3+4 tilsvarer 7), de som har det vanskelig fortsetter å stole på arbeidskrevende og langsomme prosedyrersom å telle på fingrene, selv for enkle beregninger. Videre overbelaster mer komplekse operasjoner arbeidsminnet. En studie fra 2018 publisert i Hjernens struktur og funksjon viste at individer med høye matematiske evner de rekrutterer ytterligere frontområder å håndtere denne ekstra kognitive belastningen, mens de som sliter ikke klarer å mobilisere disse nevrale ressursene effektivt, noe som fører til dårligere ytelse.
Kilder
Artemenko et al., 2018, De nevrale korrelatene til aritmetiske vanskeligheter avhenger av matematisk evne: bevis fra kombinert fNIRS og ERP. Visibelli et al., 2024, Nevrobiologi of numerical learning. Martinez-Lincoln et al., 2025, Individuelle forskjeller i aktiviteten til hjerneregioner med eksekutiv funksjon under numerisk sammenligning. Chen et al., 2021, Lineære og ikke-lineære profiler av svak atferds- og nevrale differensiering mellom numeriske operasjoner hos barn med lærevansker i matematikk. Taghizadeh et al., 2021, De nevrale forskjellene i aritmetisk verifiseringsytelse avhenger av matematiske ferdigheter: Bevis fra hendelsesrelatert potensial. Ren og Libertus, 2023, Identifisering av nevrale baser for matematikkkompetanse basert på strukturelle og funksjonelle egenskaper til den menneskelige hjernen. Liu et al., 2024, Neuroanatomiske, transkriptomiske og molekylære korrelater av matematiske evner og deres prognostiske verdi for å forutsi læringsutbytte.
