Mozkové skeny ukazují, jak se mozky dětí mění s učením
Toto použití zobrazování mozku při každodenních činnostech otevírá dveře ke studiu dalších myšlenkových procesů v přírodních podmínkách a může jednoho dne pomoci diagnostikovat a léčit poruchy učení.
Vědci tvrdí, že nyní začínají používat zobrazování mozku k pochopení toho, jak lidé zpracovávají myšlení během zkušeností z reálného života.
Vědci například srovnávali snímky dospělých, kteří sledovali zábavný film, aby zjistili, zda jsou nervové reakce u různých jedinců podobné.
"Je to ale první studie, která tuto metodu používá jako nástroj pro pochopení vývoje," uvedla hlavní autorka Jessica Cantlon, Ph.D., kognitivní vědkyně na univerzitě v Rochesteru.
Odborníci doufají, že lepší pochopení vývoje mozku může vědcům pomoci určit příčinu poruch učení.
"Psychologové mají testy chování, aby se pokusili dostat na dno poruch učení, ale tyto nové zobrazovací studie poskytují zcela nezávislý zdroj informací o učení dětí na základě toho, co se děje v mozku," řekl Cantlon.
Zjištění neuroimagingu jsou podrobně popsána v nové studii publikované v časopise Public Library of Science s otevřeným přístupem PLoS Biology.
Při vyšetřování sledovalo stejné 20minutové video „Sesame Street“ 27 dětí ve věku od 4 do 11 let a 20 dospělých. Stejně jako běžný program nahrávka obsahovala řadu krátkých klipů zaměřených na čísla, slova, tvary a další předměty. Děti poté absolvovaly standardizované IQ testy z matematiky a verbálních schopností.
Aby zachytili neurální reakci na show, vědci se obrátili na skenování pomocí funkční magnetické rezonance (fMRI). Na rozdíl od rentgenových paprsků, CAT skenů a jiných typů zobrazování mozku, fMRI nezahrnuje žádná rizika, injekce, chirurgický zákrok ani vystavení záření.
Pomocí magnetických polí skenování virtuálně segmentuje mozek do trojrozměrné mřížky asi 40 000 pixelů, známé jako voxely, a měří intenzitu nervového signálu v každém z těchto malých sektorů.
Studie vyprodukovala 609 skenů každého účastníka, jeden každé dvě sekundy, když sledovali Big Bird, Count, Elmo a další hvězdy vzdělávací série. Pomocí statistických algoritmů pak vědci vytvořili „neurální mapy“ myšlenkových procesů pro děti a dospělé a porovnali skupiny.
Výsledek? Děti, jejichž neurální mapy se více podobaly neurálním mapám dospělých, dosáhly ve standardizovaných matematických a verbálních testech vyššího skóre. Jinými slovy, neurální struktura mozku se stejně jako ostatní části těla vyvíjí podle předvídatelných cest, jak dospíváme.
Studie také potvrdila, kde v mozku se tyto rozvíjející schopnosti nacházejí. U verbálních úloh předpovídaly neurální vzorce podobné dospělým v oblasti Broca, která se účastní řeči a jazyka, vyšší skóre verbálních testů u dětí. U matematiky byla lepší skóre spojena s vyspělejšími vzory v intraparietálním sulku (IPS), oblasti mozku, o které je známo, že se podílí na zpracování čísel.
Autoři tvrdí, že používání běžných činností, jako je sledování televize, může poskytnout přesnější ukazatel učení a rozvoje mozku dětí v reálném světě než krátké a jednoduché úkoly typické pro studie fMRI. Stejně jako video „Sesame Street“ je učební prostředí ve školách spolu s akademickými lekcemi bohaté na složitost, píšou autoři.
Aby Cantlon a Li otestovali tento předpoklad, nechali děti provést tradiční úkoly fMRI porovnáním jednoduchých obrázků tváří, čísel, slov nebo tvarů. Během těchto omezenějších aktivit s jednoduchými obrázky neurální reakce dětí nepředpovídaly jejich výsledky testů, na rozdíl od naturalističtějšího úkolu sledovat „Sezamovou ulici“.
Přestože studie neobhajuje sledování televize, ukazuje, že „nervové vzorce během každodenní činnosti, jako je sledování televize, souvisejí s intelektuální vyspělostí člověka,“ uvedl Cantlon.
"Není to tak, že pokud dáte dítě před vzdělávací televizní program, nic se neděje - že mozek prostě tak nějak vystoupí." Místo toho vidíme, že vzorce nervové činnosti, které děti projevují, mají smysl a souvisejí s jejich intelektuálními schopnostmi. “
Zdroj: University of Rochester
