Recentemente, estudos revelaram características anatômicas e funcionais no sulco intrapariental de certos grupos de alunos com dificuldades em cálculos simples. Isso quer dizer que algumas crianças, mesmo com instrução suficiente, têm dificuldades com matemática por causa da discalculia, o equivalente matemático da dislexia. O distúrbio se manifesta na maioria das vezes pela incapacidade de avaliar quantidades numéricas e as relações entre números. Alguns desses alunos com discalculia apresentam massa cinzenta reduzida na região intrapariental esquerda, precisamente onde a ativação se mostrou atípica durante o cumprimento de tarefas aritméticas.
Serão necessárias pesquisas adicionais para esclarecer as bases neurais do distúrbio, mas de pronto se conclui que há condições em que somente um processo de construção cultural, do tipo tradicional, falha. O trabalho com números exige, antes, o funcionamento completo de estruturas do cérebro que fornecem uma função conceitual para o aprendizado.
Há uma boa probabilidade de que circuitos neurais deficientes possam ser tratados e reabilitados por meio de intervenção dirigida. Aprender novos fatos ou estratégias sobre números permite alterar a atividade do cérebro, por exemplo.
A representação de magnitude quantitativa conta com o circuito parietal inferior. A visual envolve o córtex occipitotemporal inferior. Já a representação verbal recruta áreas do hemisfério esquerdo. A subtração depende do circuito parietal inferior; a adição e a multiplicação mobilizam ainda outras redes, tais como o circuito córtico-subcortical e os gânglios basais do hemisfério esquerdo.
Atualmente, são poucas as pesquisas sobre áreas do cérebro usadas na matemática avançada. De todo modo, seus resultados sugerem que os circuitos neurais que retêm o
conhecimento algébrico são em grande parte independentes daqueles relacionados a cálculos mentais. Além disso, há redes adicionais atuando no córtex pré-frontal e o também no córtex cingulado anterior.
De maneira geral, crianças pequenas associam números ao espaço físico que as cercam, provavelmente por predisposição biológica. Dessa forma, métodos baseados na apresentação de números ligados a objetos manuseáveis, como blocos, varinhas e jogos de tabuleiros podem reforçar a compreensão da matemática.
Aprender operações matemáticas diferentes leva a transformações também distintas. Diversos pesquisadores investigaram alterações neurais decorrentes do treino em contas de multiplicação ou subtração. Em ambos os casos, o aprendizado reduziu a ativação nas áreas frontais inferiores. No entanto, apenas na multiplicação ocorreu também uma mudança na ativação dos sulcos intraparietais até o giro angular esquerdo. Isso significa que o treinamento na subtração levou a um aumento de velocidade e eficiência, enquanto o exercício na multiplicação resultou em estratégias originais. Os resultados sugerem que os efeitos neurobiológicos do aprendizado da matemática são parcialmente dependentes do conteúdo.
Os efeitos neurobiológicos do conhecimento da matemática também são mediados por métodos educacionais. O ato de decorar é codificado num substrato neural diferente daquele do aprendizado por estratégia, que consiste em aplicar uma sequência de operações aritméticas. A recuperação das informações decoradas ativas de maneira mais forte as regiões parietais mediais que se estendem até o giro angular esquerdo. Já a recuperação depois do aprendizado por estratégia é por associação. Isso demonstra que métodos de instrução podem criar diferentes caminhos neurais para o mesmo conhecimento. Duas crianças podem responder que 10 mais 10 é igual a 20, mas se uma memorizou esse fato e a outra aplicando a estratégia da adição, elas estão usando circuitos neurais distintos.
Essas descobertas têm implicações na avaliação da performance de alunos. Se o processo pelo qual o conhecimento codificado ativa diferentes circuitos neurais, medidas como correto ou incorreto são inadequados, pois não diferenciam, por exemplo, o conhecimento que foi codificado como fato e o que foi obtido por meio de estratégia.
Conforme os efeitos da matemática no cérebro forem mais bem entendidos, eles vão proporcionar dados para a pergunta-chave de quanta matemática devemos ensinar a todos os alunos. Se, por exemplo, for descoberto que o aprendizado de matemática de nível superior molda o cérebro em apoio a modos úteis de pensamento, isso dará a justificativa para incluir matemática avançada no currículo padrão. Se, por outro lado, seus impactos forem restritos à aquisição de habilidades de matemática de nível superior, será útil considerar se esse nível deve ser ensinado apenas a aprendizes para os quais seria útil avançar em estudos matemáticos. Dessa maneira, a pesquisa neurocientífica pode proporcionar insights valiosos sobre como a disciplina deve ser estudada no Ensino Fundamental e sobre como moldar o currículo e a instrução de matemática no Ensino Médio.
