Изследването за изображения показва как децата запомнят факти

Ново изследване на образа на мозъка разкрива как мозъкът се реорганизира, докато децата учат основни факти по математика.

„Докато децата учат основна аритметика, те преминават от решаване на проблеми, като броят на пръсти, до изваждане на факти от паметта“, казват изследователи от Медицинския факултет на Станфордския университет. „Смяната идва по-лесно за някои деца, отколкото за други, но никой не знае защо“, казват изследователите.

Тяхното ново проучване показва, че точно организирана група мозъчни промени, много от които включват центъра на паметта, известен като хипокампус, са от решаващо значение за трансформацията.

„Искахме да разберем как децата придобиват нови знания и да определим защо някои деца се учат да извличат факти от паметта по-добре от други“, каза д-р Винод Менон, професор по психиатрия и поведенчески науки и старши автор на изследването.

„Тази работа дава представа за динамичните промени, които се случват в хода на когнитивното развитие при всяко дете.“

Изследването добавя и към предишни изследвания за разликите между начина, по който мозъкът на децата и възрастните решава математически задачи, отбеляза той. Децата използват определени мозъчни региони, включително хипокампуса и префронталната кора, много различно от възрастните, когато двете групи решават едни и същи математически задачи, показва проучването.

„За нас беше изненадващо, че хипокампалният и префронталният принос за решаването на проблеми, базирани на паметта по време на детството, не изглеждат по подобие на това, което бихме очаквали за мозъка на възрастните“, каза докторантът Шаожен Чин, доктор, водещ автор на хартия.

За проучването 28 деца решават математически задачи, докато получават две функционални сканирания на мозъка с магнитен резонанс. Сканирането е направено с интервал от около 1,2 години. Изследователите също така сканираха 20 юноши и 20 възрастни в един момент от времето.

В началото на проучването децата бяха на възраст между седем и девет години. Юношите бяха от 14 до 17, а възрастните от 19 до 22. Всички участници имаха нормален коефициент на интелигентност.

Тъй като изследването изследва нормалното обучение по математика, потенциалните участници с свързани с математиката обучителни увреждания и разстройство с хиперактивност с дефицит на внимание са изключени, отбелязват изследователите.

По време на проучването, тъй като децата на възраст от средно 8,2 до 9,4 години, те стават по-бързи и по-точни в решаването на математически задачи и разчитат повече на извличането на математически факти от паметта и по-малко на броенето, според изследователите.

Докато тези промени в стратегията се случиха, изследователите видяха няколко промени в мозъка на децата. Те откриха, че хипокампусът, регион с много роли в оформянето на нови спомени, се активира повече в мозъка на децата след една година. Установиха, че регионите, участващи в преброяването, включително части от префронталната и теменната кора, са се активирали по-малко.

Изследователите също така виждат промени в степента, до която хипокампусът е свързан с други части на детския мозък, като няколко части от префронталната, предната темпорална кора и теменната кора са по-силно свързани с хипокампуса след една година.

„Колкото по-силни са тези връзки, толкова по-голяма е способността на детето да извлича математически факти от паметта, което е предпоставка, която предлага отправна точка за бъдещи изследвания на затрудненията в обучението по математика“, казват изследователите.

Въпреки че децата са използвали своя хипокампус повече след една година, юноши и възрастни са използвали минимално своя хипокампус, докато решават математически задачи, според изследователите. Вместо това те извадиха математически факти от добре развити информационни магазини в неокортекса.

"Това означава, че хипокампусът предоставя скеле за учене и консолидиране на факти в дългосрочна памет при децата", каза Менон.

Хипокампусът помага да се поддържат други части на мозъка, тъй като се изграждат подобни на възрастни невронни връзки за решаване на математически задачи, обясни той.

„При възрастни това скеле не е необходимо, тъй като паметта за математически факти най-вероятно е консолидирана в неокортекса“, каза той.

„Интересно е - каза той, - изследването също така показа, че макар възрастният хипокампус да не е толкова силно ангажиран, както при децата, изглежда запазва резервно копие на математическата информация, която възрастните обикновено черпят от неокортекса.“

Изследователите също така сравняват нивото на вариация в моделите на мозъчна активност, докато деца, юноши и възрастни решават правилно математическите задачи. Моделите на мозъчната активност са по-стабилни при юноши и възрастни, отколкото при деца, което предполага, че когато мозъкът се подобрява при решаването на математически задачи, неговата активност става по-последователна, съобщават изследователите.

Следващата стъпка е да се сравнят новите открития за нормалното обучение по математика с това, което се случва при деца с увреждания при учене по математика, според Менон.

„При децата с увреждания в обучението по математика знаем, че способността да се извличат плавно факти е основен проблем и остава тесно място за тях в гимназията и колежа“, каза той.

„Дали хипокампусът не може да осигури надеждно скеле, за да изгради добро представяне на математическите факти в други части на мозъка по време на ранните етапи на обучение и така детето продължава да използва неефективни стратегии за решаване на математически проблеми? Искаме да тестваме това. "

Изследването е публикувано през Природа Невронаука.

Източник: Медицински център на Станфордския университет