Competencia numérica ordinal

No hay evidencia que respalde la competencia numérica ordinal prenatal. Los teratógenos como el estrés ^{[ 1 ]} pueden alterar el desarrollo neuronal prenatal, lo que lleva a una competencia disminuida después del nacimiento. Los efectos físicos de los teratógenos son comunes, pero los efectos endocrinos son más difíciles de medir. Estos son los factores que influyen en el desarrollo neuronal y, por extensión, en el desarrollo de la competencia numérica ordinal. El nacimiento prematuro también es un factor de riesgo para problemas del desarrollo, incluida la reducción de la actividad cerebral. ^{[ 2 ]} La actividad cerebral se mide desde fuera del cuerpo con electroencefalografía .

Se han realizado numerosos estudios sobre los bebés y su conocimiento de los números. La mayoría de las investigaciones confirman que los bebés poseen un profundo sentido innato de los números, tanto de forma abstracta como concreta. Bebés de tan solo 49 horas de vida pueden asociar con precisión imágenes con una determinada cantidad de objetos, mediante sonidos que contienen el mismo número ("ra, ra, ra, ra") que la cantidad de objetos en la imagen. ^{[ 3 ]} Dado que los sonidos son abstractos, o visibles, podemos observar que los bebés de tan solo 49 horas de vida poseen tanto un sentido numérico abstracto como un sentido numérico concreto, demostrado por su reconocimiento de la imagen con la cantidad correspondiente de objetos. ^{[ 3 ]} De manera similar, los bebés de alrededor de 7 meses también pueden asociar imágenes de objetos aleatorios. ^{[ 4 ]}

Aunque los bebés de tan solo 49 horas pueden relacionar la cantidad de sonidos con la cantidad de objetos, solo pueden hacerlo en ciertas proporciones. ^{[ 3 ]} Cuando se utilizaron proporciones de 1:3 (4 sonidos y 4 objetos o 12 objetos), alrededor del 90% de los bebés prestaron más atención a la imagen correspondiente, lo que demuestra su reconocimiento. Sin embargo, cuando se utilizaron proporciones de 1:2, solo el 68% de los bebés mostraron reconocimiento de la imagen correspondiente correcta. ^{[ 3 ]} Esto nos indica que, si bien los bebés pueden reconocer cantidades correspondientes de sonidos y objetos, las dos imágenes de objetos deben ser visiblemente diferentes: una debe tener una cantidad mucho mayor de objetos o una cantidad mucho menor. ^{[ 3 ]}

Aunque debe existir una marcada diferencia en las opciones para que los bebés reconozcan el conjunto correcto de números coincidentes (1:3 frente a 1:2), esto parece demostrar que los bebés tienen un sentido numérico innato, pero puede que no sea el mismo que el de los niños mayores. Alrededor de los tres años y medio, los niños pierden parte de su sentido numérico. Mientras que los niños menores de tres años pueden reconocer que cuatro guijarros esparcidos en línea son menos que seis guijarros amontonados en línea, los niños de alrededor de tres años y medio pierden misteriosamente esta capacidad. ^{[ 5 ]} Los investigadores creen que esto se debe a que los niños de esta edad comienzan a depender en gran medida de las propiedades físicas del mundo y de los objetos que contiene, ^{[ 5 ]} de modo que más largo equivale a más. Aunque la capacidad de reconocer que seis guijarros muy juntos son más que cuatro guijarros más separados desaparece alrededor de esa edad, regresa alrededor de los cuatro años, cuando los niños comienzan a contar. ^{[ 5 ]}

Tanto la investigación conductual como la de neuroimagen muestran diferencias claras en la forma en que se procesan la aritmética "exacta" y la "aproximada". La aritmética exacta se refiere a información precisa que sigue reglas y patrones específicos, como las tablas de multiplicar o las fórmulas geométricas, mientras que la aritmética aproximada consiste en una comparación general entre números, como las comparaciones de mayor que o menor que. La investigación muestra que la aritmética exacta se basa en el lenguaje y se procesa en el lóbulo frontal inferior izquierdo. La aritmética aproximada se procesa de forma muy diferente en otra parte del cerebro: en las áreas bilaterales de los lóbulos parietales. Esta parte del cerebro procesa la información visual para comprender cómo se relacionan espacialmente los objetos entre sí; por ejemplo, entender que 10 de algo es mayor que 2. Esta diferencia en la función cerebral puede generar una diferencia en cómo experimentamos ciertos tipos de aritmética. La aritmética aproximada puede experimentarse como intuitiva, mientras que la aritmética exacta se experimenta como conocimiento recordado. ^{[ 6 ]}

Las conclusiones de la investigación conductual y de neuroimagen están respaldadas por observaciones de pacientes con lesiones en ciertas partes del cerebro. Las personas con lesiones en el lóbulo parietal izquierdo pueden perder la capacidad de comprender cantidades, pero conservan al menos cierta capacidad para realizar operaciones aritméticas exactas, como la multiplicación. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} Las personas con daño cerebral en el hemisferio izquierdo pueden perder la capacidad de realizar operaciones aritméticas exactas, pero conservan un sentido de la cantidad, incluyendo la capacidad de comparar números mayores y menores. ^{[ 7 ]} Esta información confirma que distintas partes del cerebro se utilizan para conocer y utilizar la aritmética aproximada y exacta. ^{[ 6 ]}

Diversos investigadores sugieren que el procesamiento de la aritmética aproximada podría estar relacionado con las habilidades numéricas que se han establecido de forma independiente en varias especies animales ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]} y en bebés humanos preverbales. ^{[ 15 ]} Esto podría significar que la aritmética aproximada es un entrenamiento adaptativo que los humanos desarrollaron a través de la evolución. ^{[ 16 ]} La combinación de este posible rasgo evolutivo y la aritmética exacta basada en el lenguaje podría ser la razón por la que los humanos son capaces de realizar matemáticas avanzadas como la física. ^{[ 6 ]}

Estudios sobre las decisiones de búsqueda de alimento de los monos rhesus indican que estos animales exhiben espontáneamente, y sin entrenamiento, habilidades numéricas rudimentarias. La mayoría de los animales pueden determinar números del 1 al 9, pero experimentos recientes han descubierto que los monos rhesus pueden cuantificar valores del 1 al 30. La capacidad de discriminación numérica de los monos está determinada por la proporción de los valores comparados, en lugar del tamaño absoluto del conjunto. ^{[ 12 ]} Este proceso computacional se centra en la Ley de Weber y el procedimiento de violación de expectativas. Esto sugiere que los monos rhesus tienen acceso a un sistema de representación espontáneo que codifica las diferencias numéricas entre conjuntos de uno, dos y tres objetos, y también contrasta tres objetos con cuatro o cinco. Estas representaciones indican la semántica de un lenguaje natural codificado. Estos lenguajes naturales codificados también se observan en experimentos con muchos animales, incluyendo palomas y ratas.

Los experimentos han demostrado que las ratas pueden ser entrenadas para presionar una palanca después de escuchar dos ráfagas de ruido blanco, y luego presionar otra palanca después de cuatro ráfagas de ruido blanco. El intervalo entre ráfagas varía entre ensayos, por lo que la discriminación se basa en el número de ráfagas y no en la duración de la secuencia. Los estudios muestran que tanto las ratas como las palomas aprendieron a dar diferentes respuestas a señales de corta y larga duración. Durante las pruebas, las ratas exhibieron un patrón llamado pausa-corrida-pausa ; cuando se trataba de responder después de un período de poca o ninguna respuesta, respondían repentinamente con alta frecuencia, para luego volver a una actividad de respuesta mínima o nula. ^{[ 19 ]} Los datos sugieren que las ratas y las palomas pueden procesar información de tiempo y número al mismo tiempo. El Modelo de Control de Modos muestra que estos animales pueden procesar información de número y tiempo mediante la transmisión de pulsos a acumuladores controlados por interruptores que operan en diferentes modos. ^{[ 19 ]}