Pildinduse uuring näitab, kuidas lapsed fakte meelde jätavad
Uus ajukuvamise uuring näitab, kuidas aju ennast matemaatiliste faktide õppimisel ümber korraldab.
"Kui lapsed õpivad põhilist aritmeetikat, lähevad nad probleemide lahendamisest, lugedes sõrmedel, fakte mälust välja," ütlesid Stanfordi ülikooli meditsiinikooli teadlased. "Mõne lapse jaoks on nihe lihtsam kui teistel, kuid keegi ei tea, miks," ütlesid teadlased.
Nende uus uuring näitab, et täpselt orkestreeritud aju muutuste rühm, millest paljud hõlmavad hipokampusena tuntud mälukeskust, on transformatsiooni jaoks kriitilise tähtsusega.
"Me tahtsime mõista, kuidas lapsed omandavad uusi teadmisi, ja teha kindlaks, miks mõned lapsed õpivad fakte mälust tooma paremini kui teised," ütles psühhiaatria- ja käitumisteaduste professor ning uuringu vanemautor Ph.D. Vinod Menon.
"See töö annab ülevaate dünaamilistest muutustest, mis toimuvad kognitiivse arengu käigus igal lapsel."
Uuring lisab ka varasemaid uuringuid erinevuste kohta, kuidas laste ja täiskasvanute aju lahendab matemaatikaülesandeid, märkis ta. Uuring näitas, et lapsed kasutavad teatud ajupiirkondi, sealhulgas hipokampust ja prefrontaalset ajukooret, täiskasvanutest väga erinevalt, kui mõlemad rühmad lahendavad sama tüüpi matemaatikaülesandeid.
"Meie jaoks oli üllatav, et hipokampuse ja prefrontaalne panus lapsepõlves mälupõhiste probleemide lahendamisse ei tundu midagi sellist, mida oleksime täiskasvanu aju jaoks oodanud," ütles doktorikraadiga doktor Shaozheng Qin paberi juhtiv autor.
Uuringu jaoks lahendasid 28 last matemaatikaülesanded, saades samal ajal kaks funktsionaalset magnetresonantstomograafiat aju skaneerimist. Skaneeringuid tehti umbes 1,2-aastase vahega. Samuti skaneerisid teadlased ühel ajahetkel 20 noorukit ja 20 täiskasvanut.
Uuringu alguses olid lapsed vanuses seitse kuni üheksa. Noorukid olid 14–17 ja täiskasvanud 19–22. Kõigil osalejatel oli normaalne IQ.
Kuna uuringus uuriti tavalist matemaatikaõpet, jäid teadlased välja matemaatikaga seotud õpiraskustega ja tähelepanupuudulikkuse hüperaktiivsuse häirega potentsiaalsed osalejad.
Uuringu käigus muutusid keskmiselt 8,2–9,4-aastased lapsed matemaatikaülesannete lahendamisel kiiremaks ja täpsemaks ning toetusid teadlaste sõnul rohkem matemaatiliste faktide mälust toomisele ja vähem loendamisele.
Kuna need strateegia muutused toimusid, nägid teadlased laste ajus mitmeid muutusi. Hippokampus - piirkond, millel on palju rolli uute mälestuste kujundamisel, aktiveerus laste ajus ühe aasta pärast rohkem, avastasid nad. Nad leidsid, et loendamisega seotud piirkonnad, sealhulgas prefrontaalse ja parietaalse korteksi osad, aktiveeriti vähem.
Teadlased nägid muutusi ka selles, kuivõrd hipokampus oli ühendatud teiste laste ajuosadega, kusjuures mitu osa prefrontaalset, eesmist ajutist ajukooret ja parietaalset ajukooret olid aasta pärast tugevamalt ühendatud hipokampusega.
"Mida tugevamad on need seosed, seda suurem on lapse võime matemaatilisi fakte mälust hankida, mis näitab lähtepunkti matemaatikaõppimispuudega tulevaste uuringute jaoks," ütlesid teadlased.
Kuigi lapsed kasutasid oma hipokampust aasta pärast rohkem, kasutasid noorukid ja täiskasvanud teadlaste sõnul matemaatikaülesandeid lahendades oma hipokampust minimaalselt. Selle asemel tõmbasid nad matemaatilisi fakte neokorteksi hästi arenenud teabepoodidest.
"See tähendab, et hipokampus pakub tellinguid õppimiseks ja faktide sidumiseks laste pikaajalisse mällu," sõnas Menon.
Hippokampus toetab teisi ajuosi, kuna matemaatikaülesannete lahendamiseks ehitatakse täiskasvanule sarnaseid närviühendusi, selgitas ta.
"Täiskasvanutel pole seda tellingut vaja, sest mälu matemaatiliste faktide jaoks on tõenäoliselt koondunud neokorteksisse," ütles ta.
"Huvitav," ütles ta, "uuring näitas ka seda, et kuigi täiskasvanud hipokampus ei tegele nii tugevalt kui lastega, näib see olevat varukoopia matemaatilisest teabest, mille täiskasvanud tavaliselt neokorteksist loovad."
Teadlased võrdlesid ka ajutegevuse mustrite varieerumist, kui lapsed, noorukid ja täiskasvanud lahendasid matemaatikaülesandeid õigesti. Aju aktiivsusmustrid olid noorukitel ja täiskasvanutel stabiilsemad kui lastel, mis viitab sellele, et kui aju saab matemaatikaülesandeid paremini lahendada, muutub selle tegevus järjepidevamaks, teatasid teadlased.
Järgmine samm on võrrelda normaalse matemaatikaõppe kohta tehtud uusi järeldusi sellega, mis juhtub matemaatikaõppimispuudega lastel, leiab Menon.
"Matemaatikaõppimispuudega laste puhul teame, et oskus sujuvalt fakte hankida on põhiprobleem ja jääb nende jaoks kitsaskohaks keskkoolis ja kolledžis," ütles ta.
"Kas hipokampus ei suuda varases staadiumis pakkuda usaldusväärset tellingut matemaatiliste faktide heade esituste loomiseks teistesse ajuosadesse ja nii jätkab laps matemaatikaülesannete lahendamiseks ebaefektiivseid strateegiaid? Me tahame seda testida. "
Uuring avaldati aastal Looduse neuroteadus.
Allikas: Stanfordi ülikooli meditsiinikeskus
