Дети учатся основам арифметики постепенно, переходя от подсчёта на пальцах к использованию математических фактов и правил. Новое исследование предполагает, что изменения в гиппокампе (области мозга, связанной с формированием памяти) могут помочь объяснить, как дети в конечном итоге формируют эффективные стратегии для решения математических задач и почему некоторые учатся этому быстрее остальных. Новое исследование Медицинской школы Стэнфорда (США), использующее методы визуализации мозга, показывает, как мозг меняется при изучении ребенком математики.
В исследовании 28 детей 7-9 лет решали простые математические задачи, им проводили функциональное сканирование головного мозга методом магнитно-резонансной томографии; сканирования были также проведены ещё через год. Кроме этого, авторы исследовали мозг 20 подростков 14-17 лет и 20 взрослых 19-22 лет. У всех участников был нормальный IQ, не было трудностей с обучением математике, дефицитом внимания или гиперактивностью.
Дети и подростки учили математику в школе, исследователи не представляли никаких математических инструкции.
«Мы хотели понять, как дети приобретают новые знания и определить, почему некоторые учатся извлекать факты из памяти лучше других, – говорит Менон. – Эта работа даёт представление о динамических изменениях, которые происходят в течение когнитивного развития ребёнка».
Исследователи увидели эти изменения, проведя наблюдения с разницей в один год. Как оказалось, достигнув определённого возраста, дети перестают считать на пальцах во время выполнения математических задач и переходят к стратегиям на основе воспоминаний. Использование функциональной магнитно-резонансной томографии показало повышение активности гиппокампа между первым и вторым исследованиями.
Нейронная активация снизилась в частях префронтальной и теменной коры, известных своим участием в подсчёте. То есть те же самые расчёты начали проходить в другой области мозга. Уже давно учёные подозревали, что существует какой-то «нейронный сдвиг», однако ранее не понимали его механизм.
Менон с соавторами (2014) обнаружили, что сила нервной сигнализации сама по себе не является ключом к математическим способностям. Но что же тогда определяет способности, одарённых людей с точки зрения математики?
Учёные заметили, что математические примеры провоцировали участие гипокампа при расчётах в меньшей степени у взрослых, нежели у детей. Вместо этого самым важным казалась координация сигналов в гиппокампе с деятельностью в остальных частях мозга, особенно с активностью в той части коры головного мозга, которая участвует в долговременном хранении памяти. Так, дети с сильными связями между гиппокампом и так называемой новой корой — неокортексом чаще, чем другие, сталкиваются с проблемами при запоминании математических фактов. Таким образом, у подростков и взрослых функционировал не гиппокамп, а неокортекс.
Результаты исследования подтверждают существующие теории о развитии математических способностей. Однако нейробиологи до сих пор не знают, какая именно информация передаётся между гиппокампом и неокортексом. Возможно, для поисков ответа на этот вопрос придётся привлечь к исследованиям детей с поражениями гиппокампа или сложностями в обучении математике.
Менон предполагает, что созревание гиппокампа и его соединений с другим частями мозга, вероятно, лежит в основе не только развития памяти, отвечающей за математические вычисления, но и некоторых других видов обучения.
Данные исследования были опубликованы в издании Nature Neuroscience.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Qin, Shaozheng; Cho, Soohyun; Chen, Tianwen; Rosenberg-Lee, Miriam; Geary, David C et al. Hippocampal-neocortical functional reorganization underlies children’s cognitive development // Nature Neuroscience — 2014
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
