La capacité en mathématiques est une caractéristique cognitive complexe qui diffère considérablement d’une personne à l’autre. Si certaines personnes sont naturellement douées en arithmétique, d’autres peuvent avoir des difficultés. Cela a conduit les scientifiques à se pencher sur les causes sous-jacentes de ces écarts individuels. Cet article scientifique vise à étudier les fondements neuronaux du phénomène selon lequel certaines personnes font preuve de plus de capacités mathématiques que d’autres. Nous visons à démêler les interactions complexes qui influencent l’aptitude mathématique en combinant la recherche génétique, comportementale et en neuroimagerie.

Le fondement neurologique de la capacité mathématique a été mieux compris grâce aux développements récents des méthodes de neuroimagerie telles que l’imagerie du tenseur de diffusion (DTI) et l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). La recherche a démontré à plusieurs reprises que certaines régions du cerveau, comme l’hippocampe, le cortex pariétal et le cortex préfrontal, sont liées à la pensée mathématique. Les disparités individuelles dans les compétences en arithmétique ont été liées aux variations dans la connexion et l'organisation de ces domaines.

Les variations individuelles des prouesses en mathématiques sont également largement influencées par des variables génétiques. L'aptitude mathématique a une héritabilité importante, selon des études jumelles, avec des estimations allant de 30 % à 70 %. De nombreux marqueurs génétiques liés aux performances en mathématiques ont été découverts grâce à des recherches sur les gènes candidats et à des études d'association pangénomique (GWAS), indiquant un fondement polygénique pour cette caractéristique.

La résolution de problèmes mathématiques repose en grande partie sur des processus cognitifs, notamment la mémoire de travail, l’attention et les fonctions exécutives. Les disparités de performances mathématiques s’expliquent en partie par des variations de ces capacités cognitives. Une meilleure capacité de mémoire de travail, par exemple, peut permettre aux individus d’être plus performants dans des tâches impliquant des calculs complexes ou la résolution de problèmes.

Les capacités mathématiques sont également façonnées par des variables environnementales, telles que la position socio-économique, les opportunités éducatives et les influences culturelles. L’amélioration des compétences mathématiques peut être obtenue grâce à une exposition précoce aux concepts mathématiques, à l’accès à une éducation de haute qualité et à un environnement d’apprentissage stimulant. D’un autre côté, les variations des opportunités éducatives provoquées par les inégalités socio-économiques peuvent avoir un impact sur les capacités en mathématiques.

Les parcours de développement des talents en mathématiques ont été suivis au moyen d’études longitudinales, qui ont montré qu’une maîtrise précoce des mathématiques est révélatrice d’une réussite ultérieure. Les facteurs précoces du développement mathématique peuvent avoir un impact durable sur les aptitudes mathématiques d’un individu. Des exemples de ces facteurs comprennent l’exposition à des idées numériques et à des interventions éducatives.

Les écarts individuels observés dans les capacités mathématiques résultent d’une combinaison de variables cognitives, génétiques, neurologiques et environnementales.