Une nouvelle recherche identifie des modèles d’activité cérébrale spécifiques associés aux troubles d’apprentissage des mathématiques, ce qui suggère que la question centrale n’est pas seulement de savoir si un enfant peut faire des mathématiques, mais de savoir comment il les aborde. Une étude publiée le 9 février dans le Journal of Neuroscience a utilisé des scanners cérébraux pour identifier les différences dans la façon dont les enfants avec et sans difficultés en mathématiques traitent les chiffres et réagissent aux erreurs. Cette recherche ne porte pas sur un seul « centre mathématique » dans le cerveau, mais sur la manière dont plusieurs régions travaillent ensemble (ou non) lors de la résolution de problèmes.
Le traitement symbolique comme obstacle clé
Depuis des années, les éducateurs observent que les enfants ayant des difficultés en mathématiques ont souvent des difficultés avec les symboles abstraits (comme « 5 » ou « 37 »). Cette étude confirme cette observation au niveau neurologique. Les chercheurs ont découvert que lorsqu’ils étaient confrontés à des problèmes mathématiques simples utilisant des chiffres arabes, les enfants ayant des troubles d’apprentissage en mathématiques présentaient des différences distinctes dans leur activité cérébrale par rapport à leurs pairs. Ces différences disparaissaient lorsque les mêmes problèmes étaient présentés à l’aide de représentations visuelles, comme des points représentant des quantités.
Cela suggère que le problème ne vient pas nécessairement d’un manque de compréhension mathématique, mais d’une difficulté à traiter le langage symbolique des nombres. Comme le note Bert De Smedt, neuroscientifique pédagogique à la KU Leuven, le traitement symbolique est « vraiment un combat » pour de nombreux enfants ayant des difficultés en mathématiques.
Impulsivité et surveillance des erreurs dans le cerveau
L’étude a utilisé des examens IRM pour surveiller l’activité cérébrale tandis que les élèves de deuxième et troisième années résolvaient des problèmes de comparaison de base (par exemple, quel nombre est le plus grand). Les chercheurs ont identifié deux domaines clés avec différents niveaux d’activité chez les enfants ayant des troubles d’apprentissage en mathématiques :
- Gyrus frontal moyen : Une activité plus faible dans cette région est corrélée à un manque de prudence dans les réponses aux questions. Les enfants étaient moins hésitants, même lorsqu’ils étaient incertains.
- Cortex cingulaire antérieur : Une activité réduite ici signifiait que les enfants ne ralentissaient pas ou n’ajustaient pas leur approche après avoir commis des erreurs. Ils ne semblaient pas surveiller efficacement leurs performances.
Ces résultats suggèrent que le contrôle des impulsions et la surveillance des erreurs jouent un rôle essentiel dans la maîtrise des mathématiques. L’absence de ces fonctions peut entraîner des erreurs persistantes, entravant la capacité d’un enfant à apprendre et à s’améliorer.
Ce que cela signifie pour les interventions futures
Les chercheurs soulignent que cette étude est exploratoire et ne prouve pas de cause à effet. Cependant, cela ouvre de nouvelles voies pour des interventions ciblées. Au lieu de se concentrer uniquement sur la mémorisation par cœur ou sur les compétences mathématiques de base, les éducateurs pourraient gagner à enseigner aux enfants :
- Stratégies métacognitives : Les encourager à réfléchir à comment ils résolvent les problèmes.
- Techniques de résolution de problèmes : Présentation de différentes approches pour relever les défis.
Marie Arsalidou, neuroscientifique du développement cognitif à l’Université York, souligne que plusieurs régions du cerveau sont impliquées dans les compétences mathématiques, et non une seule. Cette interaction complexe suggère que les interventions doivent être multiformes, abordant à la fois les processus cognitifs et les facteurs neurologiques.
L’identification de ces régions du cerveau suggère qu’il est plus complexe d’expliquer les différences dans les compétences en mathématiques que de trouver une partie du cerveau qui gère les mathématiques et les chiffres. L’étude suggère plutôt que les zones du cerveau qui traitent les informations et détectent les erreurs semblent jouer un rôle clé.
En fin de compte, cette recherche souligne l’importance de comprendre pourquoi certains enfants ont des difficultés en mathématiques, plutôt que de simplement les qualifier de « mauvais en mathématiques ». Cela souligne la nécessité d’interventions personnalisées ciblant des faiblesses cognitives spécifiques et des différences neurologiques.
