Orden temporal de las activaciones e interacciones durante cálculos aritméticos medido por registros electrofisiológicos intracraneales en el cerebro humano

Por qué importa el tiempo con el que tu cerebro hace matemáticas

Incluso sumas sencillas como 8−3+2 se resuelven de forma sorprendentemente rápida en el cerebro. Pero ¿en qué orden se incorporan las distintas áreas cerebrales y cómo se comunican mientras calculas? Este estudio empleó registros raros y de ultraalta precisión directamente desde el cerebro de adultos que resolvían ecuaciones paso a paso para trazar, milisegundo a milisegundo, cómo la “red matemática” se activa, se coordina y luego se apaga. Entender esta cronología ayuda a revelar cómo el cerebro sano sostiene habilidades cotidianas —desde pagar una factura hasta leer un gráfico— y podría algún día orientar mejores ayudas para personas con dificultades matemáticas.

Mirando dentro del cerebro durante cálculos en vivo

Para captar esta actividad oculta, los investigadores trabajaron con 20 adultos con epilepsia que ya tenían electrodos finos colocados en lo profundo del cerebro por razones clínicas. Mientras se registraban sus señales cerebrales, los participantes resolvían ecuaciones aritméticas cortas como 8−3+2, mostradas un símbolo a la vez en una pantalla. El primer número requería sobre todo reconocer el símbolo, mientras que el segundo y el tercero exigían cálculo activo. El equipo se centró en oscilaciones eléctricas muy rápidas llamadas actividad de alta gamma, un indicador fiable de que grupos locales de neuronas están muy activos, y en ritmos cerebrales lentos que revelan cómo regiones distantes se sincronizan temporalmente mientras se resuelve una tarea.

De ver números a operar con ellos

Los registros mostraron una cascada clara de actividad. Primero se activaron brevemente áreas en la parte posterior e inferior del cerebro especializadas en formas visuales cuando apareció un número, reflejando el reconocimiento rápido del símbolo en sí. A continuación, regiones a lo largo de la parte superior y lateral del cerebro, conocidas por sostener el significado numérico y las cantidades, mostraron un aumento más lento y más intenso de actividad conforme se desarrollaba el cálculo. Finalmente, las regiones frontales más próximas a la frente se involucraron más, especialmente en los pasos posteriores de la ecuación, lo cual concuerda con su papel en la atención, el mantenimiento de resultados parciales en la mente y la toma de decisiones sobre si una respuesta es correcta. Al mismo tiempo, áreas pertenecientes a la llamada red de modo predeterminado, más activas durante ensoñaciones o enfoque hacia el interior, redujeron su actividad, lo que sugiere que los recursos se desplazaron hacia la tarea matemática exigente.

Números abstractos, formatos y dificultad

El estudio también examinó si el cerebro trata de forma fundamentalmente distinta las diferentes maneras de mostrar números —dígitos arábigos, palabras escritas como “seis”, patrones de dados o dedos—. Sorprendentemente, la mayoría de las regiones clave respondieron de manera muy similar independientemente del formato, lo que sugiere que, una vez reconocidos los símbolos, el cerebro los convierte rápidamente en una representación abstracta compartida de cantidad. Una región parietal en particular fue sensible a la dificultad del problema: trabajó más cuando los resultados intermedios cruzaban de una decena a otra (por ejemplo, pasar de 45 a 51), un paso que habitualmente hace la aritmética mental más exigente. Estos hallazgos apoyan la idea de que esta área actúa como un nodo central para comprender y manipular la magnitud numérica.

Conversaciones a escala cerebral durante cada paso

Más allá de la actividad local, los investigadores examinaron la conectividad funcional —qué tan sincronizados suben y bajan los señales de distintas regiones—. Durante la aparición de cada número, las conexiones a lo largo de la red matemática se fortalecieron brevemente, especialmente en ritmos muy lentos llamados delta y en ritmos algo más rápidos llamados theta. Es notable que la actividad theta sincronizada tendió a alcanzar su pico antes que la delta, lo que insinúa roles distintos para estos ritmos en la coordinación de la comunicación a escala cerebral. Sorprendentemente, uno de los primeros estallidos de conectividad vinculó las áreas visuales de número en la parte posterior del cerebro directamente con regiones frontales de control, incluso antes de que esas áreas frontales alcanzaran su máxima actividad. A medida que avanzaba el cálculo, el patrón se amplió para incluir regiones parietales y sensorimotoras, formando una columna vertebral de comunicación estable aproximadamente 200–400 milisegundos después de que aparecía cada número.

Qué significa esto para las matemáticas cotidianas

En pocas palabras, el estudio muestra que tu cerebro hace matemáticas pasando rápidamente información desde regiones visuales que reconocen números, a regiones parietales que representan el “cuánto”, y luego a regiones frontales que gestionan la atención y la memoria de trabajo, mientras estas áreas se sincronizan brevemente en ritmos compartidos. Aunque el trabajo se realizó en pacientes con epilepsia y se comparó la matemática con una línea base de reposo más que con otras tareas cognitivas, ofrece una visión rara y de alta velocidad de la maquinaria cerebral del cálculo en acción. Estos conocimientos pueden ayudar a refinar teorías sobre cómo aprendemos y realizamos la aritmética, y podrían eventualmente informar estrategias educativas o tratamientos basados en el cerebro para apoyar a personas que tienen dificultades con los números.

Cita: Kalinova, M., Kerkova, B., Kalina, A. et al. Temporal order of activations and interactions during arithmetic calculations measured by intracranial electrophysiological recordings in the human brain. Sci Rep 16, 5587 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36122-z

Palabras clave: aritmética mental, redes cerebrales, EEG intracraneal, cognición numérica, conectividad funcional