Cimec: progetto sulla discalculia

Finanziato progetto del prof. Giorgio Vallortigara

18 luglio 2024 - Il Cimec - Centro Mente Cervello dell’Università di Trento svilupperà uno strumento di diagnosi e di trattamento precoce della discalculia. Il progetto è del prof. Giorgio Vallortigara e figura tra le dodici proposte appena finanziate dal Consiglio europeo della ricerca riguardanti studi che saranno svolti in istituzioni italiane.

Giorgio Vallortigara, professore ordinario del Centro Mente/Cervello dell’Ateneo, già vincitore di altri quattro Erc in passato (due Advanced Grant e due PoC), questa volta è stato selezionato per il progetto “Tablet Games for Early Detection and Intervention of Developmental Dyscalculia” (TaGaDeDys).
 

il prof. Giorgio Vallortigara (foto Uni-tn)

La difficoltà di bambini e bambine nel comprendere i concetti matematici di base, come la relazione tra numeri (maggiore o minore), nel fare calcoli a mente, nel riconoscere e scrivere numeri, nel memorizzare delle tabelline sono tra i segnali che possono rivelare la loro discalculia. Ma non sempre è facile coglierli e per questo possono essere confusi o riconosciuti solo dopo alcuni anni.

Il progetto di Vallortigara consiste in un metodo innovativo di screening e riabilitazione per la diagnosi precoce e il trattamento della discalculia evolutiva. Il disturbo dell'apprendimento è diffuso e ha un forte impatto sullo sviluppo personale e professionale lungo tutto l'arco della vita, che può essere attenuato proprio grazie a diagnosi e interventi nei primi anni di età.

«I bambini con discalculia hanno difficoltà a mappare la rappresentazione dei numeri nello spazio ovvero fanno fatica a sviluppare quell’idea di linea mentale del numero che tutte le persone a sviluppo tipico trovano naturale e impiegano a scuola e altrove per svolgere compiti di tipo aritmetico» spiega Giorgio Vallortigara.

Con il progetto si cerca di sviluppare uno strumento su tablet che, in un ambiente di gioco, possa servire per valutare il grado di associazione spazio-numero. Bambini e bambine saranno stimolati con compiti simili a giochi e monitorati con prove di abilità matematica più generale.

Per analizzare le performance e seguirne i cambiamenti nel tempo il tablet sarà collegato con un algoritmo online.

«Lo strumento verrà utilizzato per uno screening tra persone ad alto rischio di discalculia. Poi svilupperemo un dispositivo che consenta di testare in modo semplice, rapido e automatico l'elaborazione spazio-numerica nei bambini piccoli, provenienti da qualsiasi contesto culturale ed educativo, e in qualsiasi ambiente. I paradigmi saranno incorporati in un ambiente di gioco coinvolgente che faciliti la partecipazione spontanea. Inoltre, convalideremo in modo ulteriore la relazione spazio/tempo e lo sviluppo delle competenze numeriche di base. Si tratta dei primi passi, decisivi, per una validazione sperimentale del nostro metodo come strumento di screening precoce per la discalculia evolutiva», conclude Vallortigara.

I progetti "Erc Proof of Concept" (Erc PoC) sono una tipologia di finanziamento offerto dall'European Research Council (Erc) nell'ambito di Horizon Europe. L'obiettivo è supportare le attività necessarie per portare i risultati della ricerca verso il mercato, facilitando così il trasferimento tecnologico, l’innovazione e il dialogo tra università e mondo non accademico.

luglio 2024

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Le ricerche del Cimec

Orientarsi, ricordare, riconoscere

Le ricerche del Cimec - Centro Mente Cervello hanno portato in questi anni ad importanti acquisizioni sul ''pianeta Cervello'': abbiamo in testa una sorta di Gps, sappiamo in 2 secondi orientarci tra passato e presente.Il cervello è un oggetto complesso, composto da 100 miliardi di neuroni per un chilogrammo e mezzo di peso, capace di immagazzinare una quantità di informazioni che non ha eguali.  Con il suo patrimonio di conoscenze ed esperienze, interagendo costantemente con l’ambiente fisico e sociale, il cervello guida il comportamento, le scelte individuali e collettive, crea strumenti sempre più raffinati di comunicazione e interazione, indirizzando linee di sviluppo, scelte politiche, economiche ed industriali.

Lavora e "naviga" tra le informazioni della ''sua'' rete: che ci si muova o si pensi, il cervello usa le stesse aree. Il riscontro sperimentale viene dalla ricerca di un gruppo del CIMeC Centro interdipartimentale mente/cervello che ha condotto un esperimento nei laboratori di Neuroimmagini funzionali del Centro interdipartimentale Mente/Cervello dell’Università di Trento.

Il team di ricerca ha chiesto a un gruppo di partecipanti di imparare a riconoscere e nominare delle categorie di nuovi oggetti, mai visti prima, diversi tra di loro per la combinazione di due caratteristiche, grandezza e frequenza di suono prodotto, costruendo così un nuovo spazio concettuale a due dimensioni.

Presentando in sequenza le diverse parole e i diversi oggetti appresi e misurando l’attività neurale attraverso la risonanza magnetica funzionale si è scoperto che le stesse aree cerebrali coinvolte nella navigazione nello spazio si attivano anche durante l’elaborazione dei nuovi concetti. In particolare, queste aree individuano le caratteristiche necessarie (direzione e distanza) per ricostruire fedelmente il "percorso" effettuato dal pensiero nel passare da un concetto all'altro.

Manuela Piazza e Simone Viganò, rispettivamente professoressa e ricercatore post-Doc del Centro Interdipartimentale Mente/Cervello dell’Università di Trento, spiegano che il cervello umano ricicla gli stessi codici neurali ottimizzati durante la sua lunga storia evolutiva per navigare nello spazio fisico, per organizzare, sotto forma di mappe concettuali spaziali, le proprie memorie, e navigare, letteralmente, nello spazio delle idee.

«Per orientarci efficacemente nello spazio – chiariscono – dobbiamo ricordarci dove si trovano oggetti e punti di riferimento, quanto distano tra di loro, e in quale direzione dobbiamo spostarci per raggiungerli. Questa capacità si basa sul funzionamento di alcune cellule cerebrali (neuroni, localizzate nella regione ippocampale e nella corteccia mediale prefrontale), che si attivano quando ci troviamo in specifiche posizioni o ci muoviamo in determinate direzioni come una sorte di “GPS del cervello”. Questo stesso GPS ci aiuta anche ad organizzare memorie complesse e concetti».

Al Cimec il professor David Melcher, aveva invece analizzato come distinguiamo il passato dal presente: ebbene lo facciamo dai 2 ai 3 secondi.

L’esperienza dello spazio e del tempo rimane uno dei grandi misteri delle scienze cognitive. La nostra esperienza del tempo è divisa tra presente, passato e futuro. Ma cosa rende il presente diverso da passato e futuro? E quanto “dura” il presente? ''All'uomo bastano dai 2 ai 3 secondi per distinguere passato e futuro. E' questa la finestra temporale'' afferma il  professor David Melcher.

 

Emblematico ciò che accade durante la visione di un film. In questa situazione, i soggetti, pur non muovendosi in prima persona, assistono a narrazioni che evolvono. I ricercatori hanno mostrato in modo casuale ai soggetti delle sequenze di video privati di audio e decomposti in intervalli di durata diversa, da poche centinaia di millisecondi fino a molti secondi per studiare il flusso di coscienza è l’esistenza di un presente soggettivo: hanno stimato che dura all’incirca dai due ai tre secondi.

E intanto uno studio condotto fra Stati Uniti e Germania, con il coordinamento dell’Università di Bonn e del Centro tedesco per lo studio delle malattie neurodegenerative (Dzne), in collaborazione con le università californiane di Palo Alto e Los Angeles, è riuscito ad individuare l’ “archivista della memoria”, un meccanismo costantemente attivo nel cervello, che consente di gestire e ordinare i ricordi, così che possiamo richiamarli e immagazzinarli ogni volta che serve. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Neuron, e potrà essere utile per capire le cause, a livello cellulare, di gravi forme di demenza come l’Alzheimer.

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22 luglio 2024