Плохо с математикой? Спокойно — вас просто забыли воткнуть в розетку
NewsMakerУчёные предлагают электростимуляцию для прокачки мозга к экзаменам.
Учёные из Университета Суррея показали, что простая и безопасная стимуляция определённых участков мозга может помочь людям, которым сложнее даётся математика. Новое исследование показало: с помощью лёгких электрических импульсов можно усилить способности к обучению у молодых людей, чьи нейронные связи развиты слабее, чем у остальных.
Работа опубликована в PLOS Biology и предлагает свежий взгляд на то, как можно устранять разрыв в образовательных возможностях. Вместо того чтобы менять только внешние условия — программы или методы преподавания — исследователи предлагают учитывать то, как устроен сам мозг каждого конкретного человека.
В центре внимания оказался участок мозга, отвечающий за концентрацию, память и решение сложных задач — дорсолатеральная префронтальная кора, или dlPFC. Учёные использовали метод транскраниальной случайной стимуляции шумом (tRNS), при котором к этому участку прикладываются слабые электрические сигналы, активирующие нейронную сеть.
В эксперименте участвовали 72 здоровых добровольца в возрасте от 18 до 30 лет. Все они в течение пяти дней проходили тренировки по математике. При этом одной группе из 24 человек проводили tRNS именно в области префронтальной коры, другой группе воздействовали на заднюю теменную область (PPC), а третьей досталась плацебо-стимуляция, не оказывающая реального эффекта.
Чтобы понять, как стимуляция влияет на работу мозга , учёные использовали нейровизуализацию. Результаты показали, что те участники, у кого изначально была хорошо развита связь между префронтальной и теменной областями, быстрее осваивали математический материал.
Но особенно интересный эффект проявился у тех, у кого эти связи от природы были слабее. Именно у них стимуляция префронтальной коры заметно улучшила результаты. Это открытие особенно важно, потому что оно даёт шанс тем, кто изначально оказывается в менее выгодном положении с точки зрения нейробиологии.
Оказалось, что на успех влияет и ещё один фактор — уровень гамма-аминомасляной кислоты, или ГАМК. Этот нейромедиатор регулирует активность нервных клеток и играет важную роль в обучении. Чем ниже концентрация ГАМК в префронтальной коре, тем заметнее были улучшения после стимуляции.
К слову, та же научная группа уже раньше показывала, что уровень этого вещества влияет на математические способности не только у взрослых, но и у школьников, включая тех, кто готовится к экзаменам на уровне A-level.
Важный момент — исследование проводилось вслепую. Ни участники, ни сами специалисты, которые оценивали результаты, не знали, кому из испытуемых проводится реальная стимуляция, а кому — имитация. Такой подход минимизирует любые предвзятости.
Как объяснил руководитель работы, профессор Рой Коэн Кадош, образовательные системы часто пытаются решить проблему отставания через реформы учебных планов или новые методики. Но при этом почти не учитывается, как устроен сам мозг человека, хотя именно биологические особенности могут объяснить разницу в успехах лучше, чем среда обучения.
Учёные считают, что их исследование помогает понять природу так называемого эффекта Матфея — явления, при котором те, кто хорошо справляется с учёбой с самого начала, со временем лишь усиливают своё преимущество, а те, кому сложно, наоборот, отстают ещё больше.
Если подтвердить эффективность направленной стимуляции в более широких исследованиях, это может стать реальным способом помочь тем, кто по своим физиологическим данным изначально оказался в менее выгодном положении.
Сейчас речь идёт о лабораторных экспериментах, но в будущем технология может использоваться и за пределами научных центров — например, в школах или университетах. Такие подходы могут сделать обучение математике более справедливым и доступным.
Особенно актуально это для Великобритании, где власти активно обсуждают, как повысить математическую грамотность среди молодых людей. Если учитывать особенности работы мозга, это может стать дополнительным инструментом для решения этой задачи.
Проект финансировался Европейским исследовательским советом и благотворительным фондом Wellcome Trust. Учёные планируют продолжить работу, чтобы протестировать методику на более широком круге людей и изучить её влияние в долгосрочной перспективе.
Исследование под названием Функциональная связь и влияние ГАМК-системы на эффект нейростимуляции при обучении математике уже опубликовано и доступно для всех желающих.
Учёные из Университета Суррея показали, что простая и безопасная стимуляция определённых участков мозга может помочь людям, которым сложнее даётся математика. Новое исследование показало: с помощью лёгких электрических импульсов можно усилить способности к обучению у молодых людей, чьи нейронные связи развиты слабее, чем у остальных.
Работа опубликована в PLOS Biology и предлагает свежий взгляд на то, как можно устранять разрыв в образовательных возможностях. Вместо того чтобы менять только внешние условия — программы или методы преподавания — исследователи предлагают учитывать то, как устроен сам мозг каждого конкретного человека.
В центре внимания оказался участок мозга, отвечающий за концентрацию, память и решение сложных задач — дорсолатеральная префронтальная кора, или dlPFC. Учёные использовали метод транскраниальной случайной стимуляции шумом (tRNS), при котором к этому участку прикладываются слабые электрические сигналы, активирующие нейронную сеть.
В эксперименте участвовали 72 здоровых добровольца в возрасте от 18 до 30 лет. Все они в течение пяти дней проходили тренировки по математике. При этом одной группе из 24 человек проводили tRNS именно в области префронтальной коры, другой группе воздействовали на заднюю теменную область (PPC), а третьей досталась плацебо-стимуляция, не оказывающая реального эффекта.
Чтобы понять, как стимуляция влияет на работу мозга , учёные использовали нейровизуализацию. Результаты показали, что те участники, у кого изначально была хорошо развита связь между префронтальной и теменной областями, быстрее осваивали математический материал.
Но особенно интересный эффект проявился у тех, у кого эти связи от природы были слабее. Именно у них стимуляция префронтальной коры заметно улучшила результаты. Это открытие особенно важно, потому что оно даёт шанс тем, кто изначально оказывается в менее выгодном положении с точки зрения нейробиологии.
Оказалось, что на успех влияет и ещё один фактор — уровень гамма-аминомасляной кислоты, или ГАМК. Этот нейромедиатор регулирует активность нервных клеток и играет важную роль в обучении. Чем ниже концентрация ГАМК в префронтальной коре, тем заметнее были улучшения после стимуляции.
К слову, та же научная группа уже раньше показывала, что уровень этого вещества влияет на математические способности не только у взрослых, но и у школьников, включая тех, кто готовится к экзаменам на уровне A-level.
Важный момент — исследование проводилось вслепую. Ни участники, ни сами специалисты, которые оценивали результаты, не знали, кому из испытуемых проводится реальная стимуляция, а кому — имитация. Такой подход минимизирует любые предвзятости.
Как объяснил руководитель работы, профессор Рой Коэн Кадош, образовательные системы часто пытаются решить проблему отставания через реформы учебных планов или новые методики. Но при этом почти не учитывается, как устроен сам мозг человека, хотя именно биологические особенности могут объяснить разницу в успехах лучше, чем среда обучения.
Учёные считают, что их исследование помогает понять природу так называемого эффекта Матфея — явления, при котором те, кто хорошо справляется с учёбой с самого начала, со временем лишь усиливают своё преимущество, а те, кому сложно, наоборот, отстают ещё больше.
Если подтвердить эффективность направленной стимуляции в более широких исследованиях, это может стать реальным способом помочь тем, кто по своим физиологическим данным изначально оказался в менее выгодном положении.
Сейчас речь идёт о лабораторных экспериментах, но в будущем технология может использоваться и за пределами научных центров — например, в школах или университетах. Такие подходы могут сделать обучение математике более справедливым и доступным.
Особенно актуально это для Великобритании, где власти активно обсуждают, как повысить математическую грамотность среди молодых людей. Если учитывать особенности работы мозга, это может стать дополнительным инструментом для решения этой задачи.
Проект финансировался Европейским исследовательским советом и благотворительным фондом Wellcome Trust. Учёные планируют продолжить работу, чтобы протестировать методику на более широком круге людей и изучить её влияние в долгосрочной перспективе.
Исследование под названием Функциональная связь и влияние ГАМК-системы на эффект нейростимуляции при обучении математике уже опубликовано и доступно для всех желающих.