Skeniranje mozga pokazuje kako se mozak djece mijenja s učenjem

Nova tehnologija omogućuje kognitivnim znanstvenicima da promatraju kako se djetetov mozak mijenja dok uči čitati i raditi matematiku. Točnije, nova upotreba slika mozga omogućuje znanstvenicima da promatraju unutarnji rad mozga dok dijete ili odrasla osoba gleda "Ulicu Sezam".

Ova upotreba slika mozga tijekom svakodnevnih aktivnosti otvara vrata proučavanju drugih misaonih procesa u naturalističkim okruženjima i jednog dana može pomoći u dijagnosticiranju i liječenju poteškoća u učenju.

Znanstvenici kažu da sada počinju koristiti slike mozga kako bi razumjeli kako ljudi obrađuju misli tijekom stvarnih iskustava.

Na primjer, istraživači su usporedili snimke odraslih koji gledaju zabavni film kako bi utvrdili jesu li neuronski odgovori slični kod različitih pojedinaca.

"Ali ovo je prvo istraživanje koje je metodu koristilo kao alat za razumijevanje razvoja", rekla je glavna autorica dr. Jessica Cantlon, kognitivna znanstvenica sa Sveučilišta Rochester.

Stručnjaci se nadaju da bolje razumijevanje razvoja mozga može pomoći znanstvenicima da utvrde uzrok poteškoća u učenju.

"Psiholozi imaju testove ponašanja kako bi pokušali izvući dno smetnji u učenju, ali ove nove slikovne studije pružaju potpuno neovisan izvor informacija o dječjem učenju na temelju onoga što se događa u mozgu", rekao je Cantlon.

Nalazi neuroimaginga detaljno su opisani u novoj studiji objavljenoj u časopisu s otvorenim pristupom Public Library of Science PLoS BioloGY.

Za istragu je 27 djece između 4 i 11 godina i 20 odraslih gledalo isti 20-minutni video zapis "Ulica Sezam". Kao i uobičajeni program, snimka je sadržavala niz kratkih isječaka usredotočenih na brojeve, riječi, oblike i druge predmete. Djeca su potom polagala standardizirane IQ testove za matematiku i verbalne sposobnosti.

Kako bi uhvatili neuronski odgovor na emisiju, istraživači su se okrenuli snimanju funkcionalne magnetske rezonancije (fMRI). Za razliku od X-zraka, CAT skeniranja i drugih vrsta slika mozga, fMRI ne uključuje rizike, injekcije, kirurške zahvate ili izlaganje zračenju.

Korištenjem magnetskih polja, skeniranja gotovo segmentiraju mozak u trodimenzionalnu mrežu od oko 40 000 piksela, poznatu kao vokseli, i mjere intenzitet neuronskog signala u svakom od tih sićušnih sektora.

Studija je proizvela 609 skeniranja svakog sudionika, jedno svake dvije sekunde, dok su gledali Veliku pticu, Grofa, Elma i druge zvijezde obrazovne serije. Koristeći statističke algoritme, istraživači su zatim stvorili "neuronske mape" misaonih procesa za djecu i odrasle i usporedili skupine.

Rezultat? Djeca čije su neuronske karte sličnije neuronskim kartama odraslih postigle su više rezultate na standardiziranim matematičkim i verbalnim testovima. Drugim riječima, živčana struktura mozga, poput ostalih dijelova tijela, razvija se predvidljivim putovima kako sazrijevamo.

Studija je također potvrdila gdje se u mozgu nalaze ove razvojne sposobnosti. Za verbalne zadatke, neuronski obrasci nalik odraslima na području Broce, koji je uključen u govor i jezik, predviđaju veće ocjene verbalnog testa kod djece. Za matematiku su bolji rezultati povezani sa zrelijim uzorcima u intraparijetalnom sulkusu (IPS), području mozga za koje se zna da je uključeno u obradu brojeva.

Korištenje uobičajenih aktivnosti, poput gledanja TV-a, može pružiti precizniji pokazatelj dječjeg učenja i razvoja mozga u stvarnom svijetu od kratkih i jednostavnih zadataka tipičnih za fMRI studije, tvrde autori. Poput videa "Ulica Sezam", okruženja za učenje u školama bogata su složenošću, zajedno s akademskim predavanjima, pišu autori.

Da bi testirali tu pretpostavku, Cantlon i Li su djecu natjerali da izvršavaju tradicionalne fMRI zadatke poklapajući jednostavne slike lica, brojeva, riječi ili oblika. Tijekom ovih ograničenijih aktivnosti s jednostavnim slikama, neuronski odgovori djece nisu predvidjeli njihove rezultate testova, za razliku od prirodnijeg zadatka gledanja "Sezamove ulice".

Iako studija ne zagovara gledanje televizije, pokazuje da su "neuronski obrasci tijekom svakodnevne aktivnosti poput gledanja televizije povezani s intelektualnom zrelošću neke osobe", rekao je Cantlon.

„Nije slučaj da ako dijete stavite ispred obrazovnog TV programa da se ništa ne događa - da mozak samo nekako iscuri. Umjesto toga, ono što vidimo je da su obrasci neuronske aktivnosti koje djeca pokazuju značajni i povezani s njihovim intelektualnim sposobnostima. "

Izvor: Sveučilište Rochester