El desarrollo cerebral tiene una gran importancia en el aprendizaje. Diferentes autores señalan la relación existente entre la atención, la memoria y el rendimiento académico. Siguiendo esta línea, se ha llevado a cabo una revisión teórica sobre los diferentes conceptos y, además, se ha establecido la relación entre cada una de ellos. Por consiguiente, planteamos una investigación que tiene como objetivo evaluar las variables y comparar los resultados obtenidos en dos grupos diferentes de 3º de educación primaria (etnia gitana. Vs. etnia no gitana). Las variables son la atención selectiva, evaluada con el test D2; la memoria de trabajo, evaluada con una subprueba de memoria de trabajo de la Escala de Inteligencia de Weschler para niños IV (WISC-IV); y el rendimiento académico, evaluado mediante las calificaciones obtenidas en el área de lengua y matemáticas. Se trata de una investigación cuantitativa, no experimental, descriptiva, correlacional, comparativa y transversal. Para el análisis de datos, se realizará un análisis descriptivo de las variables, una estadística correlacional mediante la correlación de Pearson, considerando ,05 el nivel de significación. Se llevará a cabo también un análisis estadístico de comparación de grupos de muestras independientes, mediante pruebas paramétricas (prueba t de muestras independientes), que nos permitirá comparar los resultados de ambos grupos. En el caso de que se confirmara relación positiva entre atención selectiva, memoria de trabajo y rendimiento académico en la muestra, pero diferencias significativas en los resultados académicos entre los dos grupos, tendríamos en cuenta los resultados para futuras aplicaciones educativas con la finalidad de un cambio de paradigma hacia el alumnado considerado población vulnerable.