Bases neurobiológicas del cálculo matemático y acalculia
INTRODUCCIÓN Y CONCEPTO
La realización y desarrollo de la habilidad del cálculo es una función cognitiva que está claramente relacionada e influida por factores socioculturales, en especial por el nivel educativo poblacional asociado a una adecuada escolarización. Además se han descrito diferencias en función del sexo, con mayor rendimiento para razonamiento matemático en mujeres y con puntuación más alta cuando se ha valorado función geométrica, estadística y probabilidad en varones.
El término acalculia fue acuñado inicialmente por Henschen, para identificar aquellos pacientes que habían sufrido daño cerebral y que presentaban rendimiento deficitario en habilidades matemáticas. Algunos autores prefieren utilizar no obstante, el término de “discalculia”, basándose en que es poco frecuente que se pierda la capacidad total para el cálculo. En el presente capítulo se utilizará el término de acalculia, ampliamente usado y aceptado en la literatura, para definir la pérdida de la habilidad de calcular previamente adquirida. (Peña-Casanova, 2007).
CLASIFICACIÓN Y MANIFESTACIONES CLÍNICAS
La función del cálculo es una tarea compleja que requiere integración de varias funciones cognitivas como son: el lenguaje, habilidades visuoespaciales, memoria, procesamiento gráfico y verbal de la información, función ejecutiva así como ortografía y simbolismo numérico. Por tanto se verá afectada con mayor frecuencia en aquellas patologías con afectación global cerebral (afasia, agrafia, alexia, demencia, síndrome confusional o síndrome de Gerstmann), aunque puede objetivarse una afectación selectiva, de la capacidad de cálculo respecto a otra esfera cognitiva, en determinadas lesiones focales. (Ardila, 2002; McCloskey, 1991),
Siguiendo la clasificación realizada por Hécaen et al. la acalculia se puede subdividir en alexia-agrafia numérica, acalculia espacial y anaritmetia. (Hecaen, 1962). [Tabla 1. Clasificación acalculia]
- ALEXIA Y AGRAFIA NUMÉRICA
Se puede definir como alteración en la lectoescritura de números que se presenta, aislada o en asociación, con alexia-agrafia de letras y palabras.
También es denominada como “acalculia afásica”, ya que la afasia es la alteración que con mayor frecuencia se presenta en la alexia-agrafia numérica (hasta un 83% de los pacientes), sin embargo no es condición suficiente ni necesaria para la aparición de este tipo de acalculia. (Hécaen, 1962). Se puede asociar además otros déficits cognitivos que por orden de importancia serían alexia verbal (79%), apraxia ideatoria e ideomotora (36%) y asomatognosia (26%).
Característicamente se describen tres tipos básicos de alexia-agrafia numérica: digital (números individuales), sintáctica (cifras) y de símbolos matemáticos, que pueden darse de forma aislada o combinada (Peña-Casanova, 2007).
- ALEXIA-AGRAFIA DIGITAL
Se refiere a la incapacidad para leer y escribir dígitos de forma individual.
- ALEXIA-AGRAFIA SINTÁCTICA
Incapacidad para leer y escribir de forma correcta cifras compuestas de varios dígitos, con asignación a cada uno de ellos su valor en función del lugar que ocupen en la cifra, siguiendo el sistema arábigo decimal. En esta clase de trastorno aparecen alteraciones cualitativamente distintas en función del tipo de afasia que se asocia; en la afasia motora se producen errores gramaticales (por ejemplo 40 por 400) y en la sensorial suelen ser secuenciales (por ejemplo 2007 por 7002).
- ALEXIA-AGRAFIA DE SÍMBOLOS MATEMÁTICOS
Incapacidad para leer, escribir y comprender signos matemáticos (resta -, suma +, etc.) que es independiente de facultad para escribir o leer dígitos individuales o cifras.
- ACALCULIA ESPACIAL
Conceptualmente consiste en una alteración de la organización espacial, alterándose las reglas de colocación de los dígitos en el espacio.
Se puede producir una colocación o alineación incorrecta de los números en la cifra, en el proceso inicial de una tarea aritmética (por ejemplo 23 por 32); o bien en la colocación de los resultado parciales (por ejemplo multiplicaciones de más de un dígito, restos en las divisiones, etc.).
Las alteraciones que se suelen asociar a este tipo de acalculia, corresponden en su mayoría a disfunción hemisférica derecha y serían (por orden de frecuencia): déficit en tareas visuoconstructivas, confusión direccional, agnosia espacial unilateral (izquierda) y trastornos oculomotores, agnosia espacial global, defectos campimétricos (izquierdos) y apraxia del vestido. (Hécaen, 1962). No obstante la acalculia espacial se puede presentar como síndrome aislado.
Por último destacar que aquellos pacientes que presentan acalculia espacial con alteración en alineación de números en una cifra, pueden ser indistinguibles de aquellos con una alexia-agrafia numérica de tipo sintáctico; si bien existen datos semiológicos que nos podrían ayudar a diferenciar ambos procesos. Así si se presentara junto con una afasia de Wenicke nos decantaríamos por la primera y si por el contrario asociara una agnosia visual por la segunda. (Peña-Casanova, 2007).
- ANARITMETIA
Representa básicamente un defecto en la habilidad primaria para el cálculo que no es causada por las alteraciones anteriormente descritas.
No tiene por qué ser necesariamente un déficit aislado y puede asociar afasia, alteraciones visuoconstructivas, déficit cognitivo multidominio, alexia verbal, confusión direccional, déficits visuales, trastornos oculomotores y trastorno somatosensorial. (Hécaen, 1962).
Podemos diferenciar tres tipos concretos de alteraciones:
- Amnesia de hechos matemáticos: se conserva el concepto de la operación matemática simple, pero existe una incapacidad para recordar valores tabulados. Es posible por tanto realizar el cálculo, aumentando el tiempo de ejecución y la posibilidad de error. (Hittmair-Delazer, 1994).
- Amnesia de concepto de operaciones matemáticas: puede existir un trastorno selectivo para ciertas operaciones (por ejemplo multiplicación o división), estando preservadas otras (suma o resta).
- Alteraciones ejecutivas del cálculo matemático: pueden estar causadas por un trastorno de atención, o por afectación de secuenciación de operaciones simples en el contexto de realización de una operación compleja (viéndose afectada la capacidad de planificación y la memoria de trabajo). Ejemplo de este tipo de anaritmetia sería sumar la cantidad “llevada” en una resta.
LOCALIZACIÓN TOPOGRÁFICA – ETIOLOGÍA
Las operaciones aritméticas requieren la integración de diferentes y complejas funciones neurocognitivas, por lo tanto lesiones cerebrales extensas pueden justificar la aparición de acalculia. No obstante también podemos identificar lesiones localizadas en aréas cerebrales estratégicas que tengan como consecuencia aparición de trastorno del cálculo.
Se acepta que existiría una extensa red neuronal relacionada con las capacidades aritméticas, implicando tanto a áreas corticales y subcorticales frontal, parietal, temporal y ganglios basales; con una relevancia fundamental del lóbulo parietal posterior del hemisferio dominante (Caporali, 2000; Grana, 2006).
En las tablas 2 y 3 se describen aquellas áreas corticales implicadas en aparición de acalculia que nos permitirían realizar un diagnóstico sindrómico, así como aquellas entidades concretas que tienen como manifestación clínica esta alteración. (Basso, 2000; Bermejo-Velasco, 2006; Kahn, 1991).
[Tablas 2. Acalculia – Localización lesional]
[Tabla 3. Etiología]
EVALUACIÓN NEUROPSICOLÓGICA
Resulta fundamental realizar una evaluación neuropsicológica global inicial para poder descartar alteraciones neurocognitivas amplias como demencia, afasia, alexia, agrafia, síndrome confusional o heminegligencia, que podrían justificar una acalculia secundaria. Si tras realizar la misma se objetiva un déficit aislado de capacidad aritmética se procederá al estudio concreto, evaluando lectura y escritura de números, capacidad de cálculo y problemas aritméticos.
- EVALUACIÓN DE LECTURA – ESCRITURA NUMÉRICA
Se debe evaluar:
- Capacidad para leer y escribir números:
Especial interés en cantidades de varios dígitos.
Por ejemplo: “2003 y dos mil tres”.
- Capacidad para comprensión cifras mayores o menores.
- Estimación de conjuntos de elementos y conocimiento general de hechos numéricos:
Por ejemplo: cuántas horas tiene un día.
- Capacidad de transcribir a numeración arábiga y verbal un número de elementos concretos:
Por ejemplo: fichas del token test.
- Capacidad de contaje de números en sentido directo e inverso.
- EVALUACIÓN CÁLCULO
Tras haber comprobado y descartado afectación de lectura – escritura para explorar la capacidad del cálculo habría que evaluar al menos:
- Conocimiento de símbolos matemáticos.
- Correcta alineación de dígitos en operaciones matemáticas habituales.
- Resolución de problemas matemáticos sencillos:
Operaciones de uno y varios dígitos; de forma mental y sobre papel, con evaluación cualitativa de fallos.
- Memoria de trabajo y función ejecutiva.
- EVALUACIÓN PROBLEMAS ARITMÉTICOS
En último lugar habría que estudiar capacidad de:
- Resolución de problemas matemáticos complejos con enunciación verbal:
Tener en consideración que se puede afectar por afectación de otras áreas neurocognitivas, como lenguaje y capacidad de abstracción.
- Rendimiento en operaciones más complejas:
Si el nivel sociocultural del individuo sometido a evaluación lo permite. Por ejemplo: fracciones, raíces, potencias. (Limitado por validación de estas tareas).
La realización de una correcta evaluación neuropsicológica en tareas de cálculo, se ve dificultada porque la mayoría de las baterías globales no dedican suficientes ítems que puedan evaluar aquellas de forma validada. Existe sin embargo algunos test específicos, siendo el EC301 el mejor considerado para discriminar alteración de capacidades aritméticas. En nuestro medio se puede utilizar subescalas del WAIS y subtest de cálculo del test de Barcelona, aunque con algunas limitaciones, por carecer la capacidad para evaluar tareas como trascripción numérica de conjunto de elementos o estimación de tamaño de conjuntos. (Peña-Casanova, 2007).
TRATAMIENTO
La piedra angular se basaría en la posibilidad de realizar una adecuada rehabilitación neurocognitiva centrada en la alteración concreta que presentara cada paciente; para lo cual habría que desarrollar programas individualizados. Además del tratamiento de la causa subyacente del proceso si fuera posible, (epilepsia, migraña, encefalopatía hepática..), sin olvidar que la acalculia cuando de se presenta de forma aislada, puede ser un síntoma inicial, aunque atípico de la Enfermedad de Alzheimer. (Bermejo-Velasco, 2006).
BIBLIOGRAFÍA
Ardila A., Roselli M. (2002). Acalculia and dyscalculia. Neuropsychol Rev. 12: 179-231.
Basso A., Burgio F., Caporali A. (2000). Acalculia, aphasia and spatial disorders in left and right brain-damaged patients. Cortex. 36: 265-280.
Bermejo-Velasco PE, Castillo-Moreno L. (2006). Acalculia: its classification, etiology and clinical management. Rev Neurol. 43(4):223-7. Review.
Caporali A., Burgio F., Basso A. (2000). The natural course of acalculia in left brain damaged patients. Neurol Sci. 21: 143-149.
Grana A., Hofer R., Semenza C. (2006). Acalculia from a right hemisphere lesion dealing with “where” in multiplication procedures. Neuropsychologia. 44 (14): 2972-2986.
Hécaen H., Angelerges T., Houllier S. (1962). Les varieties cliniques des acalculies au cours des lesions retrorolandiques. Rev Neurol.105: 85-103.
Hittmair-Delazer M., Semenza C., Denes G. (1994). Concepts and facts in calculation. Brain. 117: 715-728.
Kahn HJ, Whitaker HA. (1991). Acalculia: an historical review of localization. Brain Cogn.17(2):102-15. Review.
McCloskey M., Aliminosa D., Sokol SM. (1991). Facts, rules and procedures in normal calculation: evidence from multiple single-patient studies of impaired arithmetic fact retrieval. Brain Cogn. 17: 154-203.
Peña-Casanova J. (2007) Neurología de la Conducta y Neuropsicología. Madrid: Medica Panamericana.
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