Em uma tarefa matemática simples — indicar qual de duas quantidades é maior — crianças com dificuldades de aprendizagem em matemática acertam com a mesma frequência que seus colegas com bom desempenho em matemática. No entanto, um novo estudo da Stanford Medicine descobriu que, nos bastidores, seus cérebros funcionam de maneira diferente. Essas diferenças lançam luz sobre as causas de suas dificuldades em matemática.

Os resultados, que serão publicados online em 9 de fevereiro no Journal of Neuroscience , mostram que crianças com dificuldades de aprendizagem em matemática têm menos probabilidade de resolver problemas na velocidade adequada ou de diminuir o ritmo após cometerem erros, principalmente ao trabalhar com símbolos numéricos. Seus exames cerebrais mostram diferentes níveis de atividade em centros envolvidos na função executiva – que é semelhante ao controle de tráfego aéreo, permitindo atenção focada e verificação de erros.

As descobertas apontam para novas maneiras de ajudar crianças com dificuldades de aprendizagem em matemática, disseram os pesquisadores.

“Nossos resultados sugerem que as intervenções devem visar não apenas o senso numérico básico, mas também processos metacognitivos, como o monitoramento do desempenho — como você se ajusta quando percebe um erro?”, disse o autor sênior  Vinod Menon , PhD, professor titular da Cátedra Rachael L. e Walter F. Nichols, MD, e professor de psiquiatria e ciências comportamentais. “Precisamos fornecer a essas crianças feedback e treinamento para desenvolver essas habilidades cognitivas.”

Enquanto seus cérebros eram examinados por meio de ressonância magnética funcional, as crianças participantes do estudo responderam a problemas apresentados de duas maneiras: compararam grupos de pontos de tamanhos diferentes e compararam numerais arábicos.

“Descobrimos que crianças com dificuldades de aprendizagem em matemática apresentam dificuldades específicas com números simbólicos, e particularmente na atualização de sua estratégia ao trabalhar com símbolos numéricos”, disse a coautora principal Hyesang Chang, PhD, ex-cientista pesquisadora da Stanford Medicine. Em outras palavras, crianças com dificuldades de aprendizagem em matemática têm menos probabilidade de se adaptar após cometerem erros, explicou ela.

Os pesquisadores científicos  Percy Mistry , PhD, e  Yuan Zhang , PhD, compartilham a autoria principal do artigo com Chang.

O estudo focou em crianças do segundo e terceiro anos do ensino fundamental. Das 87 crianças cujos dados foram analisados, 34 apresentavam dificuldades de aprendizagem em matemática, ou seja, obtiveram pontuação igual ou inferior ao 25º percentil em um teste padrão de fluência matemática; as outras 53 crianças obtiveram pontuações mais altas, indicando capacidade típica de aprendizagem em matemática.

A dificuldade de aprendizagem em matemática pode ser definida de diferentes maneiras. O critério utilizado neste estudo — ficar no quartil inferior da escala de pontuação em um teste padronizado — é bastante amplo, o que foi intencional, disse Menon, pois ajuda a tornar as descobertas aplicáveis a muitas crianças que têm dificuldades com matemática. Algumas pessoas, cerca de 3% a 7% da população, têm uma forma mais estritamente definida de dificuldade de aprendizagem em matemática, chamada discalculia, que inclui dificuldades em compreender e comparar quantidades, aprender a contar, compreender símbolos numéricos e aprender habilidades matemáticas, como dizer as horas.

Identificar precocemente os alunos com dificuldades de aprendizagem em matemática e oferecer ajuda rápida e eficaz é importante para manter sua educação no caminho certo, disse Menon.

“Se você não está se saindo bem, perde o interesse e a motivação, e pode ficar mais ansioso ao resolver problemas porque sente que não é bom nisso”, disse ele. “É uma série de problemas em cascata; torna-se um gargalo para o aprendizado futuro.”

Para o estudo, os pesquisadores escolheram a tarefa simples de comparar duas quantidades porque queriam avaliar as diferenças nos processos cerebrais das crianças enquanto trabalhavam com números, independentemente das diferenças em seu desempenho matemático. Enquanto estavam no aparelho de ressonância magnética, as crianças viam pares de quantidades e pressionavam um botão para indicar qual de cada par era maior. Alguns problemas usavam pontos para representar as quantidades; outros, numerais arábicos. Os problemas foram classificados como fáceis (aqueles com uma grande diferença entre os números, como 7 versus 2) ou difíceis (separados por apenas um número, como 6 versus 7).

Embora crianças com e sem dificuldades de aprendizagem em matemática apresentassem taxas semelhantes de respostas corretas, os dados de suas respostas e exames cerebrais revelaram diferenças entre os dois grupos.

Os pesquisadores desenvolveram um modelo computacional para avaliar fatores como o grau de cautela dos participantes ao decidir qual número era maior, tanto em problemas fáceis quanto difíceis, e a facilidade com que os participantes detectavam seus próprios erros e reduziam a velocidade ou mudavam de estratégia para o próximo problema após cometerem um erro. (Os participantes não foram informados se haviam cometido um erro.)

Em problemas com símbolos numéricos, crianças com habilidades matemáticas típicas diminuíram o ritmo mais em comparações mais difíceis do que em comparações fáceis, enquanto crianças com dificuldades de aprendizagem em matemática não modificaram tanto sua estratégia. Aquelas com dificuldades de aprendizagem em matemática também foram menos propensas a diminuir o ritmo ou mudar seu comportamento após cometerem um erro do que crianças com habilidades matemáticas típicas.

No entanto, em problemas apresentados como grupos de pontos, as crianças com dificuldades de aprendizagem em matemática mostraram-se, na verdade, mais cautelosas após cometerem um erro.

“Muitas dessas crianças – a menos que sua deficiência seja grave – têm uma representação normal de quantidades não simbólicas, então conseguem distinguir cinco de dez pontos com bastante facilidade, mas quando você pede que elas raciocinem e manipulem símbolos numéricos, elas apresentam dificuldades”, disse Menon.

Exames cerebrais revelaram padrões que se alinhavam com esses comportamentos. Ao resolver problemas com símbolos numéricos, crianças com dificuldades de aprendizagem em matemática apresentaram menor atividade neural no giro frontal médio, que desempenha funções executivas e auxilia na manutenção e direcionamento da atenção, e no córtex cingulado anterior, que detecta erros e auxilia na tomada de decisões e no controle de impulsos.

“Observar um funcionamento mais fraco em crianças com dificuldades de aprendizagem em matemática nessas regiões cerebrais – que são conhecidas por estarem envolvidas na função executiva e no monitoramento de erros – sugere que elas podem estar usando esses recursos cerebrais menos do que o necessário para resolver esses problemas de forma eficiente”, disse Chang.

As descobertas podem ajudar os educadores a desenvolver maneiras de auxiliar alunos com dificuldades a melhorarem tanto em matemática quanto em outros tipos de resolução de problemas.

“Uma de nossas descobertas surpreendentes é que, mesmo na ausência de uma diferença evidente no comportamento das crianças, conseguimos captar fortes sinais sobre o que seus cérebros estão fazendo nos bastidores”, disse Menon. “Isso nos dá a percepção de que a forma como raciocinamos – como pensamos sobre os problemas e ajustamos nosso comportamento de resolução de problemas – é tão importante quanto ter um domínio central de conhecimento.”