Studiul de imagistică arată modul în care copiii memorează faptele

Noile cercetări privind imagistica creierului dezvăluie modul în care creierul se reorganizează pe măsură ce copiii învață fapte matematice de bază.

„Pe măsură ce copiii învață aritmetica de bază, ei trec de la rezolvarea problemelor contând pe degetele lor la extragerea faptelor din memorie”, au spus cercetătorii de la Școala de Medicină a Universității Stanford. „Schimbarea vine mai ușor pentru unii copii decât pentru alții, dar nimeni nu știe de ce”, au spus cercetătorii.

Noul lor studiu arată că un grup orchestrat precis de modificări ale creierului, multe care implică centrul de memorie cunoscut sub numele de hipocampus, sunt esențiale pentru transformare.

„Am vrut să înțelegem cum copiii dobândesc noi cunoștințe și să determinăm de ce unii copii învață să recupereze faptele din memorie mai bine decât alții”, a spus Vinod Menon, dr., Profesor de psihiatrie și științe comportamentale și autorul principal al studiului.

„Această lucrare oferă o perspectivă asupra schimbărilor dinamice care apar pe parcursul dezvoltării cognitive la fiecare copil.”

Studiul se adaugă și cercetărilor anterioare privind diferențele dintre modul în care creierul copiilor și al adulților rezolvă probleme de matematică, a remarcat el. Copiii folosesc anumite regiuni ale creierului, inclusiv hipocampul și cortexul prefrontal, foarte diferit de adulți atunci când cele două grupuri rezolvă aceleași tipuri de probleme matematice, a arătat studiul.

„Ne-a fost surprinzător faptul că contribuțiile hipocampice și prefrontale la rezolvarea problemelor bazate pe memorie în timpul copilăriei nu seamănă cu nimic din ceea ce ne-am fi așteptat pentru creierul adult”, a declarat cercetătorul postdoctoral Shaozheng Qin, Ph.D. autorul principal al lucrării.

Pentru studiu, 28 de copii au rezolvat probleme de matematică în timp ce primeau două scanări cerebrale funcționale prin imagistică prin rezonanță magnetică. Scanările au fost făcute la aproximativ 1,2 ani distanță. Cercetătorii au scanat, de asemenea, 20 de adolescenți și 20 de adulți într-un singur moment.

La începutul studiului, copiii aveau vârsta cuprinsă între șapte și nouă ani. Adolescenții aveau între 14 și 17 ani și adulții între 19 și 22. Toți participanții aveau un coeficient intelectual normal.

Deoarece studiul a examinat învățarea matematică normală, participanții potențiali cu dizabilități de învățare legate de matematică și tulburare de hiperactivitate cu deficit de atenție au fost excluși, au menționat cercetătorii.

În timpul studiului, pe măsură ce copiii cu vârsta cuprinsă între 8,2 și 9,4 ani în medie, au devenit mai rapizi și mai exacți în rezolvarea problemelor matematice și s-au bazat mai mult pe recuperarea faptelor matematice din memorie și mai puțin pe numărare, potrivit cercetătorilor.

Pe măsură ce au avut loc aceste schimbări de strategie, cercetătorii au văzut mai multe schimbări în creierul copiilor. Hipocampul, o regiune cu multe roluri în modelarea de noi amintiri, a fost activat mai mult în creierul copiilor după un an, au descoperit ei. Au descoperit că regiunile implicate în numărare, inclusiv părți ale cortexului prefrontal și parietal, au fost activate mai puțin.

Cercetătorii au observat, de asemenea, modificări ale gradului în care hipocampul a fost conectat la alte părți ale creierului copiilor, cu mai multe părți ale cortexului prefrontal, temporal anterior și cortex parietal mai puternic conectate la hipocamp după un an.

„Cu cât aceste conexiuni sunt mai puternice, cu atât este mai mare capacitatea copilului de a recupera fapte matematice din memorie, o constatare care sugerează un punct de plecare pentru viitoarele studii privind dizabilitățile de învățare matematică”, au spus cercetătorii.

Deși copiii își foloseau hipocampul mai mult după un an, adolescenții și adulții au folosit minim hipocampul în timp ce rezolvau probleme de matematică, potrivit cercetătorilor. În schimb, au extras fapte matematice din magazinele de informații bine dezvoltate din neocortex.

„Ceea ce înseamnă acest lucru este că hipocampul oferă o schelă pentru învățarea și consolidarea faptelor în memoria pe termen lung la copii”, a spus Menon.

Hipocampul ajută la susținerea altor părți ale creierului pe măsură ce se construiesc conexiuni neuronale asemănătoare adulților pentru rezolvarea problemelor matematice, a explicat el.

„La adulți, acest eșafod nu este necesar, deoarece memoria pentru fapte matematice a fost cel mai probabil consolidată în neocortex”, a spus el.

„Interesant este că cercetarea a arătat că, deși hipocampul adulților nu este la fel de puternic angajat ca la copii, pare să păstreze o copie de rezervă a informațiilor matematice pe care adulții le obțin de obicei din neocortex.”

Cercetătorii au comparat, de asemenea, nivelul de variație a modelelor de activitate a creierului, deoarece copiii, adolescenții și adulții au rezolvat corect problemele matematice. Tiparele de activitate ale creierului au fost mai stabile la adolescenți și adulți decât la copii, sugerând că, pe măsură ce creierul se îmbunătățește la rezolvarea problemelor de matematică, activitatea sa devine mai consistentă, au raportat cercetătorii.

Următorul pas este de a compara noile descoperiri despre învățarea matematică normală cu ceea ce se întâmplă la copiii cu dizabilități de învățare a matematicii, potrivit Menon.

„La copiii cu dizabilități de învățare a matematicii, știm că abilitatea de a regăsi fluent fapte este o problemă de bază și rămâne un blocaj pentru ei în liceu și facultate”, a spus el.

„Oare hipocampul nu poate oferi o schelă de încredere pentru a construi reprezentări bune ale faptelor matematice în alte părți ale creierului în primele etape ale învățării și astfel copilul continuă să folosească strategii ineficiente pentru a rezolva problemele matematice? Vrem să testăm acest lucru ”.

Studiul a fost publicat în Neuroștiința naturii.

Sursa: Centrul Medical al Universității Stanford