Точка "М": Как мозг "влюбляется" в цифры

Почему одни люди обладают способностями к точным наукам, а другие — нет? Почему одни становятся математиками, а другие — гуманитариями? Недавно группа французских ученых решила выяснить, каким образом у человека формируются способности к математике. Оказалось, что при вычислениях активизируются нейронные сети, связанные с интуицией.

Нейробиология: Математика и интуиция связаны

Язык или интуиция?

На сегодняшний день существуют две гипотезы, объясняющие склонность людей к математическому мышлению. Согласно первой из них, эта склонность связана с развитием речи и языка. Другая же гласит, что такие люди используют интуитивное понимание пространства и времени, имеющее древние эволюционные корни.

Какая же из них в итоге верна? Чтобы ответить на этот вопрос, психологи привлекли к участию в эксперименте две команды. Одна состояла из 15 профессиональных математиков, а вторая — из 15 человек, которые не являлись математиками. Уровень образования в обеих группах был примерно одинаковым.

Обеим командам представили перечень сложных математических и нематематических утверждений, которые им следовало оценить как истинные, ложные или же бессмысленные. Пока добровольцы работали над заданиями, исследователи сканировали их мозг с помощью компьютерной томографии.

Оказалось, что при оценке утверждений, не связанных с математикой, мозг у всех участников реагировал одинаково. Но при решении задач из области математического анализа, алгебры, геометрии и топологии у испытуемых-математиков возрастала активность теменной, нижневисочной и префронтальной коры головного мозга.

При этом у контрольной группы активность этих участков оставалась прежней. В свою очередь, если добровольцам из второй команды предлагалось производить простые арифметические действия, эти участки возбуждались.

Время, пространство, нейроны…

По мнению авторов исследования, при математическом мышлении высокого уровня задействуется нейронная сеть, ответственная за восприятие чисел, пространства и времени, которая существенно отличается от сети, формирующейся при решении задач, связанных с языковой компетенцией.

Таким образом, если у ребенка хорошо развиты навыки пространственного мышления, то в будущем у него, вероятно, разовьются и математические таланты. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Прогноз для вундеркиндов

Кстати, это отнюдь не единственное исследование, связанное с изучением истоков математической одаренности. В 2009 году специалисты из Стэнфордского университета попытались спрогнозировать будущие математические успехи группы школьников.

Были отобраны 43 ребенка в возрасте 8 лет, за которыми в течение 6 лет велось наблюдение. Сначала мозг детей изучили посредством структурной и функциональной магнитно-резонансной томографии. Выяснилось, что ни один из детей не страдает нервными или психическими расстройствами, и все они обладают среднестатистическим для их возраста уровнем интеллекта.

Впоследствии на протяжении всего периода исследования участники выполняли стандартные тесты на IQ, способности к чтению, математике и, наконец, на работу памяти.

Выяснилось, что работа затылочной доли коры головного мозга связана с визуальным восприятием, а внутритеменная борозда — со сравнительным анализом и вычислениями. Также оба этих региона оказались связаны с префронтальной корой. А вот начальный IQ и прочие когнитивные показатели никак не влияли на будущую успеваемость в точных науках.

"Долгосрочная цель нашего исследования — выявить тех детей, которые могли бы извлечь максимальную пользу из занятий математикой с самого раннего возраста, -прокомментировал ведущий автор проекта, профессор психиатрии и поведенческих наук Винод Менон. 

Математические навыки имеют решающее значение в нашем прогрессирующем технологическом обществе, и наши новые данные показывают, какие функции головного мозга способны указать на будущего обладателя выдающихся математических способностей".

"Вряд ли мы сможем осуществлять сканирование мозга детей в глобальных масштабах, но наша работа поможет экспертам разработать и утвердить учебные программы для детей с ограниченными возможностями обучения", — добавляет он.