Сканування мозку показує, як міняється мозок дітей із навчанням
Це використання зображень мозку під час повсякденних дій відкриває двері для вивчення інших процесів мислення в натуралістичних умовах і може одного разу допомогти діагностувати та лікувати порушення навчання.
Вчені кажуть, що зараз вони починають використовувати зображення мозку, щоб зрозуміти, як люди обробляють думки під час реального досвіду.
Наприклад, дослідники порівняли сканування дорослих, які дивляться розважальний фільм, щоб побачити, чи нейронні реакції подібні у різних людей.
"Але це перше дослідження, яке використовує метод як інструмент для розуміння розвитку", - сказала провідний автор Джессіка Кантлон, доктор філософії, науковий співробітник Рочестерського університету.
Експерти сподіваються, що краще розуміння розвитку мозку може допомогти вченим визначити причину порушення навчальних можливостей.
"Психологи проводять поведінкові тести, щоб спробувати зрозуміти суть порушень навчання, але ці нові дослідження зображень забезпечують абсолютно незалежне джерело інформації про навчання дітей на основі того, що відбувається в мозку", - сказав Кантлон.
Результати нейровізуалізації детально викладені в новому дослідженні, опублікованому журналом відкритого доступу Публічної бібліотеки наук PLoS Biology.
Для розслідування 27 дітей у віці від 4 до 11 років та 20 дорослих переглянули той самий 20-хвилинний відеофільм із "Вулиці Сезам". Як і звичайна програма, на записі були різноманітні короткі кліпи, зосереджені на цифрах, словах, фігурах та інших предметах. Потім діти проходили стандартизовані тести на рівень IQ на математику та словесні здібності.
Щоб зафіксувати нейронну реакцію на шоу, дослідники звернулися до функціональної магнітно-резонансної томографії (fMRI). На відміну від рентгенівських променів, сканування CAT та інших типів візуалізації мозку, фМРТ не передбачає ризиків, ін’єкцій, хірургічного втручання та опромінення.
За допомогою магнітних полів сканування практично сегментує мозок у тривимірну сітку приблизно з 40 000 пікселів, відому як вокселі, і вимірює інтенсивність нейронного сигналу в кожному з цих крихітних секторів.
Дослідження проводило 609 сканувань кожного учасника, кожні дві секунди, коли вони спостерігали за Великим Птахом, Графом, Ельмо та іншими зірками навчальної серії. Потім використовуючи статистичні алгоритми, дослідники створили «нейронні карти» процесів мислення для дітей та дорослих та порівняли групи.
Результат? Діти, чиї нервові карти більше нагадували нейронні карти дорослих, отримували вищі результати за стандартизованими математичними та словесними тестами. Іншими словами, нервова структура мозку, як і інші частини тіла, розвивається за передбачуваними шляхами в міру дорослішання.
Дослідження також підтвердило, де в мозку знаходяться ці розвиваючі здібності. Для вербальних завдань подібні до дорослих нервові структури в районі Брока, який бере участь у мовленні та мові, передбачають вищі оцінки вербального тесту у дітей. Щодо математики, кращі показники були пов’язані із більш зрілими моделями внутрішньопарієтальної борозни (IPS), області мозку, яка, як відомо, бере участь у обробці чисел.
Використання звичайних видів діяльності, таких як перегляд телевізора, може надати точніший показник навчання дітей та розвитку мозку в реальному світі, ніж короткі та прості завдання, типові для досліджень фМРТ, стверджують автори. Як і відео "Вулиця Сезам", навчальне середовище в школах багате на складність поряд з академічними уроками, пишуть автори.
Щоб перевірити це припущення, Кантлон і Лі змусили дітей виконувати традиційні завдання фМРТ, поєднуючи прості зображення облич, цифр, слів або фігур. Під час цих більш обмежених занять із простими зображеннями нервові реакції дітей не передбачали їхніх тестів, на відміну від більш натуралістичного завдання перегляду "Вулиці Сезам".
Хоча дослідження не виступає за перегляд телевізора, воно показує, що "нервові структури під час повсякденних дій, таких як перегляд телевізора, пов'язані з інтелектуальною зрілістю людини", сказав Кантлон.
«Це не той випадок, що якщо ви поставите дитину перед освітньою телевізійною програмою, нічого не відбувається - мозок просто виходить із зони. Натомість ми бачимо те, що моделі нервової діяльності, які демонструють діти, є значущими та пов’язаними з їхніми інтелектуальними здібностями ”.
Джерело: Рочестерський університет
