AGI - Il cervello umano organizza i numeri secondo una vera e propria mappa spaziale, nella quale le quantità più piccole e quelle più grandi occupano posizioni differenti, indipendentemente dal fatto che siano rappresentate da numeri interi o frazioni. È quanto emerge da uno studio coordinato da Daniela Valério e Stanislas Dehaene, dell'unità di Neuroimaging Cognitivo INSERM-CEA (Unicog), in Francia, e pubblicato sulla rivista scientifica PLOS Biology.
Attraverso la risonanza magnetica funzionale, i ricercatori hanno individuato una rappresentazione ordinata delle grandezze numeriche in una regione della corteccia cerebrale coinvolta nell'elaborazione matematica. La scoperta offre nuove indicazioni su come il cervello riesca a rappresentare e confrontare concetti astratti.
La ricerca ha coinvolto 20 adulti madrelingua francesi, ai quali sono state presentate sequenze di numeri interi e frazioni. I partecipanti dovevano stabilire se ciascun numero fosse maggiore o minore di quello precedente, mentre gli scienziati ne registravano l'attività cerebrale attraverso la risonanza magnetica funzionale.
Le immagini hanno rivelato una distribuzione organizzata dell'attività nel solco intraparietale, una regione del cervello già nota per il suo ruolo nell'elaborazione delle quantità. Al variare del valore dei numeri, cambiavano in modo sistematico anche le configurazioni di attivazione cerebrale, suggerendo l'esistenza di una mappa interna nella quale le grandezze numeriche sono rappresentate secondo un ordine spaziale.
Il risultato sostiene l'ipotesi secondo cui il cervello organizza i concetti astratti attraverso rappresentazioni strutturate, nelle quali informazioni semanticamente vicine corrispondono a configurazioni neurali correlate. I numeri rappresentano un caso particolarmente interessante: il numero 2, per esempio, è inferiore a 3 e superiore a 1, indipendentemente dal modo in cui viene scritto.
La scoperta più significativa riguarda le frazioni. Sebbene richiedano processi cognitivi differenti rispetto ai numeri interi, le loro grandezze sembrano essere integrate nella stessa organizzazione generale. Le analisi dei singoli partecipanti hanno mostrato differenze nell'elaborazione cerebrale di interi e frazioni, ma anche l'esistenza di un sistema comune capace di rappresentarne il valore numerico. In sostanza, il cervello sembra utilizzare una sorta di linea numerica mentale condivisa, nella quale quantità espresse in forme differenti possono essere confrontate in base alla loro grandezza.
"Il nostro studio dimostra che, quando ci concentriamo sulla grandezza dei numeri, il cervello organizza le quantità in una mappa interna altamente strutturata", spiegano gli autori. "Questa mappa riunisce frazioni e numeri interi lungo una linea numerica mentale condivisa, permettendoci di rappresentare e confrontare diversi tipi di numeri all'interno dello stesso sistema".
Gli esperimenti hanno evidenziato anche differenze nelle prestazioni dei partecipanti. Gli errori nei confronti numerici erano più frequenti quando erano coinvolte le frazioni, mentre i tempi di risposta aumentavano quando bisognava distinguere due frazioni di valore molto vicino. Questi risultati suggeriscono che, pur essendo rappresentate all'interno di un sistema quantitativo comune, le frazioni richiedano un'elaborazione più complessa rispetto ai numeri interi.
La ricerca affronta una delle questioni fondamentali delle neuroscienze cognitive: comprendere come il cervello riesca a rappresentare concetti astratti che non corrispondono direttamente a oggetti fisici o stimoli sensoriali. Se per riconoscere un volto o un oggetto il sistema nervoso può utilizzare caratteristiche visive, la rappresentazione di una quantità numerica richiede di attribuire un significato comune a simboli e forme differenti.
Secondo gli studiosi, l'esistenza di una mappa numerica condivisa potrebbe contribuire a spiegare come gli esseri umani riescano a confrontare rapidamente quantità espresse in modi diversi e a compiere operazioni matematiche. "Questa organizzazione potrebbe aiutarci a elaborare le quantità e a prendere decisioni matematiche in modo più efficiente", sottolineano gli autori. Lo studio è stato condotto da Daniela Valério, S. Debray, A. Karami, M. Cauté, N. Gravel e Stanislas Dehaene, con il sostegno dello European Research Council attraverso il progetto MathBrain.
I risultati non dimostrano che ogni numero occupi una posizione anatomica fissa e univoca nel cervello, ma indicano che l'attività della corteccia intraparietale segue un'organizzazione spaziale coerente con la grandezza delle quantità rappresentate. La scoperta rafforza così l'idea che anche concetti astratti come i numeri possano essere rappresentati attraverso mappe neurali strutturate.