L’acido Gamma-Amminobutirrico (detto GABA) e il glutammato sono due tra i neurotrasmettitori più importanti del cervello. I loro ruoli sono complementari: il GABA inibisce i neuroni, mentre il glutammato li rende più attivi.
In un recente studio pubblicato sulla rivista PLOS Biology, un gruppo di ricercatori guidato da Roi Cohen Kadosh e George Zacharopoulos dell’Università di Oxford ha mostrato che i livelli di questi due neurotrasmettitori nel solco intraparietale del cervello potrebbero essere legati alle capacità matematiche, e arriverebbero in qualche modo a prevederle. La ricerca ha anche scoperto che questa relazione tra i due neurotrasmettitori e la “fluidità aritmetica” (ossia la capacità di risolvere problemi matematici velocemente e accuratamente) tenderebbe a cambiare nel corso del tempo, passando dall’età infantile a quella adulta.

Gli scienziati ritengono che i livelli di eccitazione/inibizione del cervello siano correlati all’apprendimento, specialmente durante i periodi critici. Tuttavia, si sa poco su come siano legati all’apprendimento complesso che può avvenire nel corso di decenni. Per affrontare questo problema, i ricercatori hanno misurato i livelli di GABA e glutammato in 255 persone, dai bambini di 6 anni agli studenti universitari. I partecipanti hanno poi sostenuto due test di rendimento in matematica e le loro prestazioni sono state correlate con i livelli di quei due neurotrasmettitori.

Il team ha scoperto che, tra i giovani, livelli più elevati di GABA nel solco intraparietale sinistro (una piega nella parte superiore, sinistra e posteriore del cervello) sembravano associati a una maggiore fluidità aritmetica, mentre era vero il contrario per il glutammato. Negli adulti, invece, i risultati erano quasi esattamente opposti: basse concentrazioni di GABA sembravano correlate a una maggiore fluidità aritmetica e, ancora una volta, era vero il contrario per il glutammato. Poiché i partecipanti sono stati testati due volte a circa un anno e mezzo distanza, i ricercatori hanno ipotizzato che i livelli di neurotrasmettitori al momento del primo test avrebbero potuto prevedere i risultati in test di matematica effettuati in una data successiva.

Gran parte di ciò che sappiamo su GABA, glutammato e apprendimento proviene da esperimenti sui roditori in laboratorio, che ovviamente non possono dire molto, direttamente, su come abilità scolastiche naturali – come quelle matematiche – si sviluppano nel corso tempo. Questo studio longitudinale su esseri umani aiuterà i ricercatori a comprendere meglio la relazione tra apprendimento e plasticità cerebrale, in particolare durante periodi critici che potrebbero durare anni. “La nostra scoperta del legame tra GABA e glutammato e il successo accademico evidenzia un principio generale e sconosciuto di plasticità. In contrasto con gli studi precedenti su esseri umani o animali che si sono concentrati su stadi di sviluppo più ristretti, il nostro studio longitudinale suggerisce che è improbabile che il legame tra plasticità ed eccitazione e inibizione del cervello in diversi stadi sia immutabile. I nostri risultati hanno anche importanti implicazioni per lo sviluppo di programmi interventistici basati sul cervello, che speriamo di esaminare in futuro” ha concluso Cohen Kadosh.