Slikovna studija pokazuje kako djeca pamte činjenice
Novo istraživanje slike mozga otkriva kako se mozak reorganizira dok djeca uče osnovne matematičke činjenice.
"Dok djeca uče osnovnu aritmetiku, od rješavanja problema prebrojavanjem na prste prelaze na povlačenje činjenica iz sjećanja", rekli su istraživači sa Medicinskog fakulteta Sveučilišta Stanford. "Smjena je jednostavnija za neku djecu nego za drugu, ali nitko ne zna zašto", rekli su istraživači.
Njihova nova studija pokazuje da su precizno orkestrirane skupine promjena mozga, od kojih mnoge uključuju memorijski centar poznat kao hipokampus, presudne za transformaciju.
"Željeli smo shvatiti kako djeca stječu nova znanja i utvrditi zašto neka djeca nauče dohvatiti činjenice iz pamćenja bolje od drugih", rekao je Vinod Menon, dr. Profesor, profesor psihijatrije i bihevioralnih znanosti i stariji autor studije.
"Ovaj rad pruža uvid u dinamične promjene koje se događaju tijekom kognitivnog razvoja kod svakog djeteta."
Studija također dodaje prethodnim istraživanjima razlika između načina na koji dječji i odrasli mozak rješavaju matematičke probleme, napomenuo je. Djeca se koriste različita područja mozga, uključujući hipokampus i prefrontalni korteks, vrlo različito od odraslih kada dvije skupine rješavaju iste vrste matematičkih problema, pokazalo je istraživanje.
"Bilo nam je iznenađujuće da hipokampalni i prefrontalni doprinos rješavanju problema temeljenih na pamćenju tijekom djetinjstva ne izgledaju nimalo poput onoga što bismo očekivali za mozak odraslih", rekao je postdoktorand Shaozheng Qin, dr. Sc. vodeći autor rada.
Za istraživanje je 28 djece riješilo matematičke probleme dok su dobivala dva funkcionalna snimka mozga sa magnetskom rezonancom. Skeniranja su rađena u razmaku od oko 1,2 godine. Istraživači su također u jednom trenutku skenirali 20 adolescenata i 20 odraslih.
Na početku studije djeca su imala između sedam i devet godina. Adolescenti su imali 14 do 17, a odrasli 19 do 22 godine. Svi sudionici imali su normalni IQ.
Budući da je studija ispitivala normalno učenje matematike, isključeni su potencijalni sudionici s teškoćama u učenju povezanim s matematikom i poremećajem hiperaktivnosti s deficitom pažnje, primijetili su istraživači.
Tijekom istraživanja, djeca su u dobi od prosječno 8,2 do 9,4 godine postajala sve brža i preciznija u rješavanju matematičkih problema te su se više oslanjala na pronalaženje matematičkih činjenica iz memorije, a manje na brojanje, prema istraživačima.
Kako su se događale ove promjene u strategiji, istraživači su vidjeli nekoliko promjena u dječjem mozgu. Hipokampus, regija s mnogo uloga u oblikovanju novih uspomena, aktivirao se više u dječjem mozgu nakon jedne godine, otkrili su. Utvrdili su da su regije uključene u brojanje, uključujući dijelove prefrontalne i tjemene kore, manje aktivirane.
Istraživači su također vidjeli promjene u stupnju povezanosti hipokampusa s drugim dijelovima dječjeg mozga, s nekoliko dijelova prefrontalne, prednje sljepoočne i tjemene kore koji su nakon jedne godine bili snažnije povezani s hipokampusom.
"Što su ove veze jače, to je veća sposobnost djeteta da iz pamćenja dohvaća matematičke činjenice, što otkriće sugerira polazište za buduće studije teškoća u učenju matematike", rekli su istraživači.
Iako su djeca više koristila hipokampus nakon godinu dana, adolescenti i odrasli minimalno su ih koristili dok su rješavali matematičke probleme, prema istraživačima. Umjesto toga, izvukli su matematičke činjenice iz dobro razvijenih informativnih trgovina u neokorteksu.
"To znači da hipokampus pruža skelu za učenje i učvršćivanje činjenica u dugoročno pamćenje kod djece", rekao je Menon.
Hipokampus pomaže podupirati druge dijelove mozga dok se stvaraju neuronske veze poput odraslih za rješavanje matematičkih problema, objasnio je.
"Kod odraslih ova skela nije potrebna jer je sjećanje na matematičke činjenice najvjerojatnije konsolidirano u neokorteks", rekao je.
"Zanimljivo je", rekao je, "istraživanje je također pokazalo da, iako odrasli hipokampus nije toliko snažno angažiran kao djeca, čini se da zadržava sigurnosnu kopiju matematičkih podataka koje odrasli obično crpe iz neokorteksa."
Istraživači su također uspoređivali razinu varijacija u obrascima moždane aktivnosti dok su djeca, adolescenti i odrasli ispravno rješavali matematičke probleme. Uzorci aktivnosti mozga bili su stabilniji u adolescenata i odraslih nego u djece, što sugerira da, kako mozak postaje bolji u rješavanju matematičkih problema, njegova aktivnost postaje dosljednija, izvijestili su istraživači.
Sljedeći je korak usporedba novih otkrića o normalnom učenju matematike s onim što se događa kod djece s teškoćama u učenju matematike, prema Menonu.
"Kod djece s poteškoćama u učenju matematike znamo da je sposobnost tečnog pronalaženja činjenica osnovni problem i ostaje usko grlo za njih u srednjoj školi i na fakultetu", rekao je.
„Je li to što hipokampus ne može pružiti pouzdanu skelu za izgradnju dobrih prikaza matematičkih činjenica u drugim dijelovima mozga tijekom ranih faza učenja, pa dijete tako nastavlja koristiti neučinkovite strategije za rješavanje matematičkih problema? Želimo ovo testirati. "
Studija je objavljena u Neuroznanost o prirodi.
Izvor: Medicinski centar Sveučilišta Stanford
