Nowe badania ujawniają specyficzne wzorce aktywności mózgu powiązane z trudnościami w nauce matematyki, pokazując, że podstawowym problemem nie jest tylko to, czy dziecko umie rozwiązywać problemy matematyczne, ale także jak do nich podchodzi. Badanie, opublikowane 9 lutego w Journal of Neuroscience, wykorzystało skany mózgu do określenia różnic w sposobie, w jaki dzieci z trudnościami matematycznymi i bez nich przetwarzają liczby i reagują na błędy. Badania te nie dotyczą pojedynczego „centrum matematycznego” w mózgu, ale tego, jak wiele obszarów współpracuje (lub nie działa) w celu rozwiązania problemów.
Przetwarzanie symboliczne jako kluczowa przeszkoda
Na przestrzeni lat nauczyciele zauważyli, że dzieci, które mają trudności z matematyką, często mają problemy z abstrakcyjnymi symbolami (takimi jak „5” czy „37”). Niniejsze badanie potwierdza tę obserwację na poziomie neurologicznym. Naukowcy odkryli, że gdy dzieciom z trudnościami w uczeniu się matematyki przedstawiano proste zadania matematyczne z użyciem cyfr arabskich, aktywność ich mózgu różniła się od aktywności ich rówieśników. Różnice te zniknęły, gdy te same zadania zostały przedstawione za pomocą reprezentacji wizualnych, takich jak kropki reprezentujące ilości.
Sugeruje to, że problemem niekoniecznie jest brak zrozumienia matematyki, ale trudność w przetwarzaniu symbolicznego języka liczb. Jak wskazuje Bert De Smedt, neurobiolog zajmujący się pedagogiką na KU Leuven, przetwarzanie symboliczne jest „prawdziwym problemem” dla wielu dzieci mających trudności z matematyką.
Monitorowanie impulsywności i błędów w mózgu
W badaniu wykorzystano skany MRI do śledzenia aktywności mózgu uczniów drugiej i trzeciej klasy podczas rozwiązywania prostych problemów porównawczych (np. która liczba jest większa). Naukowcy zidentyfikowali dwa kluczowe obszary mózgu o różnym poziomie aktywności u dzieci z trudnościami w nauce matematyki:
- Środkowy zakręt czołowy: Niższa aktywność w tym obszarze była skorelowana z brakiem ostrożności podczas udzielania odpowiedzi. Dzieci mniej się wahały, nawet jeśli nie były pewne.
- Przednia kora obręczy: Zmniejszona aktywność w tym miejscu oznaczała, że dzieci nie zwalniały ani nie dostosowywały swojego podejścia po popełnieniu błędów. Nie monitorowali skutecznie swoich postępów.
Odkrycia te wskazują, że samokontrola i monitorowanie błędów odgrywają ważną rolę w wynikach matematycznych. Brak tych funkcji może prowadzić do trwałych błędów, utrudniających dziecku naukę i doskonalenie.
Co to oznacza dla przyszłych interwencji
Naukowcy podkreślają, że badanie to ma charakter eksploracyjny i nie dowodzi przyczyny i skutku. Otwiera jednak nowe możliwości w zakresie ukierunkowanych interwencji. Zamiast skupiać się wyłącznie na zapamiętywaniu lub podstawowych umiejętnościach matematycznych, nauczyciele mogą odnieść korzyść z nauczania dzieci:
- Strategie metapoznawcze: zachęcanie ich do myślenia o jak rozwiązywaniu problemów.
- Techniki rozwiązywania problemów: Prezentowanie różnych podejść do rozwiązywania problemów.
Marie Arsalidou, neurobiolog ds. rozwoju na Uniwersytecie w Yorku, zauważa, że umiejętności matematyczne angażują wiele obszarów mózgu, a nie tylko jeden. Ta złożona interakcja sugeruje, że interwencje muszą być wieloaspektowe, uwzględniając zarówno procesy poznawcze, jak i czynniki neurologiczne.
Identyfikacja tych obszarów mózgu sugeruje, że wyjaśnienie różnic w umiejętnościach matematycznych jest bardziej złożone niż zidentyfikowanie jednej części mózgu zajmującej się matematyką i liczbami. Zamiast tego badanie sugeruje, że kluczowe wydają się obszary mózgu przetwarzające informacje i wykrywające błędy.
Ostatecznie badanie to podkreśla znaczenie zrozumienia, dlaczego niektóre dzieci mają trudności z matematyką, zamiast po prostu przyklejać im etykietę jako „słabe z matematyki”. Wskazuje na potrzebę spersonalizowanych interwencji ukierunkowanych na określone słabości poznawcze i różnice neurologiczne.
