Slikovna študija prikazuje, kako si otroci zapomnijo dejstva

Nova raziskava slikanja možganov razkriva, kako se možgani reorganizirajo, ko se otroci učijo osnovnih matematičnih dejstev.

"Ko se otroci učijo osnovne aritmetike, preidejo od reševanja problemov s štetjem na prste do vlečenja dejstev iz spomina," so povedali raziskovalci na Medicinski fakulteti Univerze v Stanfordu. "Nekaterim otrokom je premik lažji kot drugim, vendar nihče ne ve, zakaj," so povedali raziskovalci.

Njihova nova študija kaže, da je natančno orkestrirana skupina možganskih sprememb, med katerimi je veliko tudi spominski center, znan kot hipokampus, ključnega pomena za preobrazbo.

"Želeli smo razumeti, kako otroci pridobivajo nova znanja, in ugotoviti, zakaj se nekateri otroci naučijo pridobivati ​​dejstva iz spomina bolje kot drugi," je povedal dr. Vinod Menon, profesor psihiatrije in vedenjskih znanosti in starejši avtor študije.

"To delo omogoča vpogled v dinamične spremembe, ki se pojavijo v času kognitivnega razvoja pri vsakem otroku."

Študija dodaja tudi prejšnjim raziskavam razlik med načinom reševanja matematičnih problemov otroških in odraslih možganov, je opozoril. Otroci uporabljajo nekatere možganske regije, vključno s hipokampusom in predfrontalno skorjo, zelo drugače kot odrasli, ko obe skupini rešujeta iste vrste matematičnih problemov, je pokazala študija.

"Presenetljivo nas je bilo, da hipokampalni in predfrontalni prispevek k reševanju problemov, ki temeljijo na spominu, v otroštvu ne izgleda nič takega, kot bi pričakovali za odrasle možgane," je dejal podoktorski učenjak Shaozheng Qin, dr. vodilni avtor prispevka.

V študiji je 28 otrok rešilo matematične težave, medtem ko so prejeli dva funkcionalna slikanja možganov z magnetno resonanco. Pregledi so bili narejeni v razmiku približno 1,2 leta. Raziskovalci so v določenem trenutku pregledali tudi 20 mladostnikov in 20 odraslih.

Na začetku študije so bili otroci stari med sedmim in devetim letom. Mladostniki so bili stari od 14 do 17 let, odrasli pa od 19 do 22 let. Vsi udeleženci so imeli normalni IQ.

Ker je študija preučevala normalno učenje matematike, so bili izključeni potencialni udeleženci z učnimi težavami, povezanimi z matematiko, in hiperaktivnostjo s pomanjkanjem pozornosti, so opozorili raziskovalci.

Med raziskavo so otroci, ki so bili stari od povprečno 8,2 do 9,4 leta, hitrejši in natančnejši pri reševanju matematičnih problemov ter so se po mnenju raziskovalcev bolj zanašali na pridobivanje matematičnih dejstev iz spomina in manj na štetje.

Ko so se ti premiki v strategiji zgodili, so raziskovalci opazili več sprememb v možganih otrok. Hipokampus, regija z veliko vlogami pri oblikovanju novih spominov, se je po enem letu bolj aktiviral v možganih otrok, so odkrili. Ugotovili so, da se regije, vključene v štetje, vključno z deli predfrontalne in parietalne skorje, manj aktivirajo.

Raziskovalci so opazili tudi spremembe v stopnji povezanosti hipokampusa z drugimi deli otroških možganov, pri čemer je bilo več delov prefrontalne, sprednje temporalne skorje in parietalne skorje po enem letu močneje povezano s hipokampusom.

"Močnejše kot so te povezave, večja je otrokova sposobnost pridobivanja matematičnih dejstev iz spomina, ugotovitev, ki nakazuje izhodišče za prihodnje študije težav z učenjem matematike," so povedali raziskovalci.

Po mnenju raziskovalcev naj bi otroci hipokampus po enem letu bolj uporabljali, so ga mladostniki in odrasli med reševanjem matematičnih problemov minimalno uporabljali. Namesto tega so potegnili matematična dejstva iz dobro razvitih informacijskih trgovin v neokorteksu.

"To pomeni, da hipokampus ponuja oder za učenje in združevanje dejstev v dolgoročni spomin pri otrocih," je dejal Menon.

Hipokampus pomaga pri podpori drugih delov možganov, saj se gradijo nevronske povezave za reševanje matematičnih problemov, podobne odraslim, je pojasnil.

"Pri odraslih ta oder ni potreben, ker se je spomin na matematična dejstva najverjetneje združil v neokorteks," je dejal.

"Zanimivo je," je dejal, "raziskava je tudi pokazala, da čeprav odrasli hipokampus ni tako močno angažiran kot pri otrocih, se zdi, da hrani nadomestno kopijo matematičnih podatkov, ki jih odrasli običajno črpajo iz neokorteksa."

Raziskovalci so primerjali tudi stopnjo variacije v vzorcih možganske aktivnosti, ko so otroci, mladostniki in odrasli pravilno reševali matematične probleme. Vzorci aktivnosti možganov so bili pri mladostnikih in odraslih bolj stabilni kot pri otrocih, kar kaže na to, da z izboljšanjem možganov pri reševanju matematičnih problemov njihova aktivnost postane bolj dosledna, so poročali raziskovalci.

Naslednji korak je primerjava novih ugotovitev o običajnem učenju matematike z dogajanjem pri otrocih z motnjami v učenju matematike, meni Menon.

"Pri otrocih z motnjami v učenju matematike vemo, da je sposobnost tekočega pridobivanja dejstev osnovna težava in zanje ostaja ozko grlo v srednji šoli in na fakulteti," je dejal.

»Ali hipokamp v zgodnjih fazah učenja ne more zagotoviti zanesljivega odra za izgradnjo dobrih predstav matematičnih dejstev v drugih delih možganov, zato otrok še naprej uporablja neučinkovite strategije za reševanje matematičnih težav? To želimo preizkusiti. «

Študija je bila objavljena leta Naravna nevroznanost.

Vir: Univerzitetni medicinski center Stanford