Le cerveau des enfants qui ont des difficultés en mathématiques est incapable de « ralentir » après une erreur pour changer de stratégie. C’est pourquoi les méthodes d’étude traditionnelles échouent.
Les enfants qui ont des difficultés en mathématiques peuvent aussi en avoir parce que leur cerveau fonctionne différemment de celui de ceux qui n’ont pas le même type de problèmes. Selon une étude publiée dans Journal des neurosciencesle cerveau de ceux qui ont des difficultés avec les mathématiques peut avoir du mal non seulement à traiter les chiffres, mais aussi à mettre à jour et à réajuster leurs processus de pensée lorsqu’ils effectuent un raisonnement numérique et lorsqu’ils doivent se remettre d’une erreur antérieure.
Au cours de l’étude, lorsque les enfants ayant des difficultés en mathématiques devaient indiquer lequel de deux quantités de points ou de deux nombres arabes était le plus grand, ils obtenaient des scores similaires à ceux de leurs pairs ; cependant, ils étaient moins capables de résoudre des problèmes à la bonne vitesse, et également moins capables de ralentir et de changer leur façon de penser après avoir commis des erreurs, en particulier lorsqu’ils devaient travailler avec des symboles numériques. Les scanners cérébraux ont enregistré des niveaux inférieurs d’activité cérébrale dans les centres impliqués dans les fonctions exécutives, ce qui vous permet de diriger correctement votre attention et de vérifier les erreurs.
Lequel est le plus gros ?
Les scientifiques de l’Université de Stanford ont impliqué 87 enfants âgés de 7 à 9 ans, dont 34 avaient des difficultés d’apprentissage en mathématiques, c’est-à-dire avec des performances dans le quart inférieur des scores à un test standard de maîtrise des mathématiques. Le critère choisi pour définir ceux qui ont des difficultés avec les mathématiques a été – délibérément – laissé très large, pour inclure à la fois les enfants atteints de dyscalculie diagnostiquée (difficultés à comprendre, apprendre et travailler avec les chiffres) et les enfants ayant des difficultés plus légères, mais suffisantes pour créer des problèmes d’estime de soi.
Pendant que les petits volontaires subissaient une IRM du cerveau, il leur était demandé d’analyser des images avec différentes paires de quantités numériques et d’appuyer sur un bouton pour indiquer lequel des deux éléments de la paire était le plus grand. Les quantités étaient exprimées sous forme de points ou de chiffres, et les comparaisons présentaient différents degrés de difficulté. La tâche de comparaison, qui peut paraître très simple, a été choisie parce que l’équipe souhaitait évaluer les différences dans la façon dont le cerveau des enfants travaillait avec les chiffres, quelles que soient leurs performances en mathématiques.
Une autre façon de travailler
Même si, comme prévu, les résultats aux tests des enfants avec et sans difficultés en mathématiques étaient similaires, les scanners cérébraux ont donné des résultats différents.
Les scientifiques ont développé un modèle informatique pour comprendre comment les participants exécutaient la tâche prescrite : avec quelle précision ils prenaient leurs décisions, avec quelle rapidité ils réalisaient qu’ils avaient commis une erreur et dans quelle mesure ils étaient capables de ralentir, de prendre leur temps et de changer de stratégie.
Alors que les enfants ayant des compétences en mathématiques ralentissaient en prévision des tâches les plus difficiles, ceux en difficulté ne semblaient pas enclins à changer leur façon d’aborder les questions les plus difficiles, ni à modifier leurs actions en cas d’erreurs. Les plus grandes difficultés sont apparues dans les tâches de symboles numériques, au cours desquelles leur cerveau a montré moins d’activité neuronale dans le gyrus frontal moyen, une partie du lobe frontal cruciale pour diriger et maintenir l’attention, ainsi que dans le cortex cingulaire antérieur, qui aide à détecter les erreurs, à prendre des décisions et à contrôler les impulsions.
L’idée est que les enfants ayant des difficultés en mathématiques utilisent moins ces ressources cognitives pour accomplir les tâches qui leur sont assignées. À la base des déficiences en mathématiques, il pourrait donc y avoir un fonctionnement différent des processus de résolution de problèmes dans le cerveau.
