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(Lack of) neural efficiency related to general giftedness and mathematical excellence: An EEG study

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Autores/contribuidores
Title
(Lack of) neural efficiency related to general giftedness and mathematical excellence: An EEG study
Abstract
Previous studies on intelligence have demonstrated that higher abilities are associated with lower brain activation, indicating a higher neural efficiency. In other words, more able individuals use fewer brain resources. However, it is unclear whether the neural efficiency phenomenon also appears for mathematical performance, which is influenced by both domain-general giftedness and domain-specific competencies. Therefore, this study examined the effects of general giftedness (G) and excellence in mathematics (EM) on performance and brain activation while solving learning-based mathematical tasks that required translation from graphical to symbolic representations of functions. Overall, 118 high school students (aged 16–18) participated in the present study and were divided according to G and EM using a 2 × 2 study design. Participants worked on a function task requiring translation between symbolic and graphical representations of functions. Analyses of the behavioral data revealed positive effects of both G and EM on the accuracy of solutions and an interaction effect of both factors on reaction times, reflecting a positive effect of EM only among the gifted individuals. EEG analyses focused on oscillatory activity in the theta and alpha frequency bands and showed a significant effect of EM in the upper alpha band (10–12 Hz) event-related desynchronization (ERD) for both graphical and symbolic representations. Specifically, higher (compared to lower) EM was associated with a larger alpha ERD, indicating a higher level of brain activity. This stands in contrast with the neural efficiency phenomenon. These findings suggest that the neural efficiency phenomenon cannot be generalized to higher-order mathematical demands in high-performing individuals. Several explanations for this limitation are offered. (PsycInfo Database Record (c) 2023 APA, all rights reserved) (Source: journal abstract)
Publication
Neuropsychologia
Publisher
Elsevier Science
Date
2023 Jan 28
Volume
179
Pages
1-9
ISSN
0028-3932, 0028-3932
Archive
APA PsycInfo®
Loc. in Archive
2773264877; 2023-37422-001
Language
en-US
Extra
titleTranslation: (Falta de) eficiencia neuronal relacionada con la superdotación general y la excelencia matemática: un estudio de EEG abstractTranslation: Estudios previos sobre la inteligencia han demostrado que las habilidades más altas se asocian con una menor activación cerebral, lo que indica una mayor eficiencia neuronal. En otras palabras, los individuos más capaces utilizan menos recursos cerebrales. Sin embargo, no está claro si el fenómeno de la eficiencia neuronal también aparece para el rendimiento matemático, que está influenciado tanto por la superdotación general del dominio como por las competencias específicas del dominio. Por lo tanto, este estudio examinó los efectos de la superdotación general (G) y la excelencia en matemáticas (EM) sobre el rendimiento y la activación cerebral mientras se resuelven tareas matemáticas basadas en el aprendizaje que requerían la traducción de representaciones gráficas a simbólicas de funciones. En general, 118 estudiantes de secundaria (de 16 a 18 años) participaron en el presente estudio y se dividieron según G y EM utilizando un diseño de estudio de 2 × 2. Los participantes trabajaron en una tarea de función que requería la traducción entre representaciones simbólicas y gráficas de funciones. Los análisis de los datos conductuales revelaron efectos positivos tanto de G como de EM en la precisión de las soluciones y un efecto de interacción de ambos factores en los tiempos de reacción, lo que refleja un efecto positivo de EM solo entre los individuos superdotados. Los análisis de EEG se centraron en la actividad oscilatoria en las bandas de frecuencia theta y alfa y mostraron un efecto significativo de la EM en la banda alfa superior (10-12 Hz) de desincronización relacionada con eventos (ERD) tanto para representaciones gráficas como simbólicas. Específicamente, una EM más alta (en comparación con una más baja) se asoció con una ERD alfa más grande, lo que indica un mayor nivel de actividad cerebral. Esto contrasta con el fenómeno de la eficiencia neuronal. Estos hallazgos sugieren que el fenómeno de la eficiencia neuronal no puede generalizarse a demandas matemáticas de orden superior en individuos de alto rendimiento. Se ofrecen varias explicaciones para esta limitación. (Registro de la base de datos PsycInfo (c) 2023 APA, todos los derechos reservados) (Fuente: resumen de la revista)
Notas

Número de referencias - 72

Fecha de revisión - 20230206

Fecha de creación - 2022-04-07

Fecha de finalización - 2022-12-13

SubjectsTermNotLitGenreText - Alpha Rhythm 10010P4C 1100P4C 2674P4C 3167P4C 3177P4C 3194P4C 3326P4C 365P4C 5833P4C 5839P4C 6503P4C 7457P4C 8712P4C 1092P4B 2658P4B 3147P4B 3157P4B 3174P4B 3305P4B 362P4B 5795P4B 5801P4B 6459P4B 7406P4B 8654P4B 9945P4B; Gifted 10010P4C 1840P4C 1870P4C 4139P4C 5027P4C 1828P4B 1858P4B 4114P4B 4996P4B 9945P4B; Mathematical Ability 10010P4C 1840P4C 1870P4C 5P4C 5779P4C 6632P4C 1828P4B 1858P4B 5P4B 5742P4B 6588P4B 9945P4B; Oscillatory Network 10010P4C 1095P4C 444P4C 446P4C 6453P4C 6468P4C 6469P4C 6933P4C 9759P4C 1087P4B 441P4B 443P4B 6411P4B 6426P4B 6427P4B 6888P4B 9695P4B 9945P4B; 10010P4C 2674P4C 3177P4C 3326P4C 5833P4C 5839P4C 6503P4C 2658P4B 3157P4B 3305P4B 5795P4B 5801P4B 6459P4B 9945P4B; 10010P4C 1840P4C 1870P4C 5027P4C 1828P4B 1858P4B 4996P4B 9945P4B

Última actualización - 2023-02-06

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Citación
Waisman, I., Brunner, C., Grabner, R. H., Leikin, M., & Leikin, R. (2023). (Lack of) neural efficiency related to general giftedness and mathematical excellence: An EEG study. Neuropsychologia, 179, 1–9. APA PsycInfo® (2773264877; 2023-37422-001). https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2022.108448