A képalkotó tanulmány megmutatja, hogyan emlékeznek a gyerekek a tényekre

Új agyi képalkotási kutatás feltárja, hogy az agy hogyan szervezi át önmagát, miközben a gyerekek megtanulják az alapvető matematikai tényeket.

"Ahogy a gyerekek megtanulják az alapvető számtanokat, a problémák megoldásától az ujjak számolásáig a tények memóriából való lehúzásáig jutnak el" - mondták a Stanfordi Egyetem Orvostudományi Karának kutatói. "A váltás egyes gyerekek számára könnyebben jön, mint másoknál, de senki sem tudja, miért" - mondták a kutatók.

Új tanulmányuk azt mutatja, hogy az agyi változások pontosan összehangolt csoportja, amelyek közül sok a hippokampusz néven ismert memóriaközpontot is magában foglalja, kritikus fontosságú az átalakulás szempontjából.

"Meg akartuk érteni, hogy a gyerekek hogyan szereznek új ismereteket, és meghatározni, hogy egyes gyerekek miért tanulják meg jobban a memóriából a tényeket, mint mások" - mondta Vinod Menon, Ph.D., a pszichiátria és viselkedéstudományok professzora és a tanulmány vezető szerzője.

"Ez a munka betekintést nyújt a kognitív fejlődés során bekövetkező dinamikus változásokba az egyes gyermekekben."

A tanulmány a korábbi kutatásokat is kiegészíti a gyermekek és a felnőttek agyának matematikai problémák megoldása közötti különbségekkel kapcsolatban - jegyezte meg. A gyerekek bizonyos agyi régiókat, köztük a hippocampust és a prefrontális kéreget, nagyon eltérően használják, mint a felnőttek, amikor a két csoport azonos típusú matematikai problémákat old meg - mutatta a tanulmány.

"Meglepő volt számunkra, hogy a gyermekkorban a memória alapú problémamegoldáshoz nyújtott hippokampusz és prefrontális hozzájárulás nem hasonlít olyanra, mint amit a felnőtt agy számára elvártunk volna" - mondta Shaozheng Qin posztdoktori tudós, Ph.D. cikk vezető szerzője.

A tanulmányhoz 28 gyermek megoldotta a matematikai feladatokat, miközben két funkcionális mágneses rezonancia képalkotó agyi vizsgálatot kapott. A vizsgálatokat körülbelül 1,2 év különbséggel végezték. A kutatók egy idõpontban 20 serdülõt és 20 felnõttet is átvizsgáltak.

A vizsgálat kezdetén a gyerekek hét és kilenc év közöttiek voltak. A serdülők 14-17, a felnőttek 19-22 évesek voltak. Minden résztvevő normális IQ-val rendelkezett.

Mivel a tanulmány a normál matematikai tanulást vizsgálta, a matematikához kapcsolódó tanulási zavarokkal és figyelemhiányos hiperaktivitási rendellenességgel rendelkező potenciális résztvevőket kizárták - jegyezték meg a kutatók.

A vizsgálat során, mivel az átlagosan 8,2 és 9,4 év közötti gyermekek gyorsabbá és pontosabbá váltak a matematikai feladatok megoldásában, és a kutatók szerint inkább a matematikai tények memóriából történő visszakeresésére és kevésbé a számolásra támaszkodtak.

Amint ezek a stratégiai elmozdulások megtörténtek, a kutatók számos változást láttak a gyermekek agyában. A hippokampusz, egy olyan régió, amelynek sok szerepe van az új emlékek kialakításában, egy év után jobban aktiválódott a gyermekek agyában - fedezték fel. A számlálásban részt vevő régiók, beleértve a prefrontális és parietális kéreg egyes részeit, kevésbé aktiválódtak - találták.

A kutatók azt is látták, hogy a hippokampusz milyen mértékben kapcsolódott a gyermekek agyának más részeihez, a prefrontális, az elülső temporális kéreg és a parietális kéreg több része egy év után erősebben kapcsolódott a hippocampushoz.

"Minél erősebbek ezek az összefüggések, annál nagyobb a gyermek képessége arra, hogy a matematikai tényeket memóriából lehívja, és ez a megállapítás kiindulópontot jelent a matematikai tanulási fogyatékosság jövőbeli vizsgálatához" - mondták a kutatók.

Bár a gyerekek egy év után többet használták a hippocampust, a kutatók szerint a serdülők és a felnőttek minimálisan használták a hippocampust, miközben matematikai problémákat oldottak meg. Ehelyett matematikai tényeket húztak ki a neocortex jól fejlett információs tárolóiból.

"Ez azt jelenti, hogy a hippokampusz állványt biztosít a tanuláshoz és a tények beépítéséhez a gyermekek hosszú távú memóriájába" - mondta Menon.

A hippokampusz segít az agy más részeinek támogatásában, mivel a matematikai feladatok megoldásához felnőttszerű idegi kapcsolatok épülnek - magyarázta.

"Felnőtteknél erre az állványra nincs szükség, mert a matematikai tények memóriája valószínűleg a neokortexbe konszolidálódott" - mondta.

"Érdekes - mondta -, a kutatás azt is kimutatta, hogy bár a felnőtt hippokampusz nem olyan erősen foglalkozik, mint a gyermekek, úgy tűnik, hogy megőrzi a matematikai információk biztonsági másolatát, amelyet a felnőttek általában a neocortexből merítenek."

A kutatók összehasonlították az agyi aktivitás mintázatának variációs szintjét is, amikor gyermekek, serdülők és felnőttek helyesen oldották meg a matematikai problémákat. Az agy aktivitási mintái stabilabbak voltak serdülőknél és felnőtteknél, mint gyermekeknél, ami arra utal, hogy amint az agy jobban oldja meg a matematikai problémákat, tevékenysége következetesebbé válik - jelentették a kutatók.

A következő lépés összehasonlítani a normál matematika tanulással kapcsolatos új megállapításokat azzal, ami a matematikai tanulási zavarokkal küzdő gyermekeknél történik Menon szerint.

"A matematika-tanulási fogyatékossággal élő gyermekeknél tudjuk, hogy a tények folyékony lekérésének képessége alapvető probléma, és továbbra is szűk keresztmetszet marad számukra a középiskolában és az egyetemen" - mondta.

„Az, hogy a hippokampusz nem tud megbízható állványt biztosítani a matematikai tények jó reprezentációinak felépítéséhez az agy más részein a tanulás korai szakaszában, és ezért a gyermek továbbra is nem hatékony stratégiákat alkalmaz a matematikai problémák megoldására? Ezt szeretnénk tesztelni. ”

A tanulmányt 2009 - ben tették közzé Természet idegtudomány.

Forrás: Stanford University Medical Center