Lengvos elektrinės smegenų stimuliacijos proveržis matematiniam mokymuisi

Mokslinis proveržis: lengva elektrinė smegenų stimuliacija pagerina matematikos mokymąsi

Neurotechnologijų ir švietimo inovacijų srityje pastebimas naujas proveržis – tyrėjai nustatė, kad taikant nedidelio intensyvumo elektrinę stimuliaciją specifiniuose smegenų tinkluose galima reikšmingai pagerinti matematikos mokymosi rezultatus. Šis inovatyvus tyrimas, paskelbtas žurnale PLOS Biology ir vadovaujamas profesoriaus Roi Cohen Kadosh iš Sario universiteto (JK), išskleidžia naujas sąsajas tarp neurotechnologijų, pažintinio potencialo ir matematikos gebėjimų ugdymo.

 

Kaip smegenų tinklų sąsajos prognozuoja sėkmę matematikos mokyme

Tyrėjų komanda nustatė, kad ne visų žmonių smegenys vienodai paruoštos įveikti matematinius iššūkius. Analizuodami smegenų jungtis, jie atskleidė, kad ryšių stiprumas tarp svarbių sričių – ypač dorsolateralinės prefrontalinės žievės (dlPFC), atsakingos už vykdomąsias funkcijas ir skaičiavimus, ir užpakalinės parietalinės žievės (PPC), svarbios atminties atkūrimui – gali leisti prognozuoti individo gebėjimus mokytis matematinių sąvokų.

 

Tyrimo dizainas ir metodika

Penkių dienų eksperimente dalyvavo 72 asmenys, kurie sprendė įvairias matematines užduotis – tiek atminties, tiek skaičiavimo pobūdžio. Atlikdami šiuos pratimus, dalyviai gavo švelnią, neinvazinę elektrinę stimuliaciją, nukreiptą į tokias smegenų sritis kaip dlPFC ir PPC.

Išsamesnei analizei buvo taikoma pažangi magnetinio rezonanso spektroskopija, leidusi stebėti pagrindinių neurotransmiterių – glutamato ir GABA – lygį, kurie tiesiogiai susiję su mokymusi ir smegenų plastiškumu. Tokie tyrimai padėjo įvertinti, kiek smegenys pasirengusios prisitaikyti ir įsisavinti naujas žinias.

 

Pagrindiniai rezultatai: kas labiausiai gauna naudos?

Įdomu tai, kad tie tiriamieji, kurių smegenyse pradiniai ryšiai tarp dlPFC, PPC ir hipokampo – svarbios ilgalaikei atminčiai ir apibendrinimui zonos – buvo stipresni, geriau sprendė skaičiavimo užduotis. Tačiau šios jungtys mažiau veikė atminties paremtose užduotyse.

Visgi ryškiausias rezultatas – dalyviai, kurių pradiniai ryšiai tarp dlPFC ir PPC buvo silpniausi, po smegenų stimuliacijos parodė didžiausią pažangą sprendžiant matematinius uždavinius. Tai rodo, kad tikslinė elektrinė stimuliacija, naudojant tokius metodus kaip transkranijinė elektrinė stimuliacija (tES), gali tapti pažangiu sprendimu tiems, kurie susiduria su biologiniais sunkumais mokantis matematikos.

 

Smetodžių sąveika: smegenų chemija, plastiškumas ir technologijos

Mokslininkai pabrėžia sudėtingą smegenų chemijos, plastiškumo ir bendradarbiavimo tarp atminties bei vykdomųjų funkcijų sričių sąveiką – tai išryškina būtinybę toliau tyrinėti šias temas interdisciplininiu lygmeniu. Tyrimo rezultatai atveria kelią inovatyviems edtech sprendimams ir individualizuotam mokymuisi, nors pabrėžiama, kad norint įvertinti šių metodų efektyvumą už laboratorijos ribų, reikia daugiau tyrimų.

 

Rinka ir ateities taikymas

Šie atradimai turi didelę reikšmę švietimo technologijų (edtech) rinkai. Tobulėjant neurotechnologijoms, švelnios elektrinės smegenų stimuliacijos integravimas gali pakeisti, kaip mokyklos, korepetitorių centrai bei kognityvinės reabilitacijos programos padeda mokiniams, kuriems sunku įsisavinti matematiką. Palyginus su kitais edtech sprendimais, biologiniais mechanizmais paremtas stimuliacijos metodas gali suteikti reikšmingų pranašumų tiems, kam netinka tradiciniai ugdymo būdai.

Ateities tyrimai bus lemiami, norint išsiaiškinti, kaip šie metodai gali būti saugiai ir etiškai taikomi plačiam visuomenės ratui, galbūt iš esmės keičiant požiūrį į pažinimo stiprinimą ir skaitmeninį švietimą.