стимуляция мозга

По оценке Организации экономического сотрудничества и развития, около четверти взрослых в развитых странах владеют ей на уровне младшего школьника. При этом, вопреки распространённому мнению, способности к математике формируют не столько школа или семья, сколько особенности работы мозга. Связи между участками мозга, уровень нейромедиаторов и гены могут оказывать более сильное влияние на способности к обучению, чем внешние факторы.

Более того, с возрастом разрыв в способностях только увеличивается: у одних с раннего детства формируется прочная база, тогда как другие начинают отставать всё сильнее. Учёные под руководством нейробиолога Рои Коэна Кадоша изучили, как нейрофизиология влияет на способность к обучению математике — и можно ли изменить эти «настройки» мозга.

Рис. 1. Ключевые зоны мозга, которые отвечают за обучение математике: префронтальная кора, теменная кора, а также связь между ними. Источник: [2]

В эксперименте участвовали 72 человека, мужчины и женщины в возрасте от 18 до 30 лет. На протяжении пяти дней они решали два типа заданий: одни требовали вычислений, другие — запоминания решений. Параллельно исследователи отслеживали активность их мозга с помощью функциональной МРТ и измеряли уровень двух ключевых нейромедиаторов — глутамата и ГАМК, вещества, подавляющего сигналы между нейронами.

Особое внимание ученые уделили двум областям мозга: дорсолатеральной префронтальной коре (dlPFC), участвующей в обучении, внимании и контроле, и задней теменной коре, которая связана с процессом извлечения информации из памяти. В предыдущих исследованиях нейробиологи уже отмечали роль этих регионов мозга в обучении математике. Ученые обнаружили, что чем прочнее связь между этими зонами, тем выше результаты участников на математических тестах. И наоборот: слабая нейронная связанность коррелировала с низкой точностью и скоростью решений.

Во второй части эксперимента участников разделили на три группы. Одной группе проводили электростимуляцию префронтальной коры, второй — теменной, третьей — имитацию стимуляции без воздействия. Для электрической стимуляции мозга исследователи применили метод транскраниальной стимуляции с использованием случайного шума. Этот подход основан на воздействии слабых электрических импульсов переменной частоты на кору головного мозга, что позволяет модулировать активность нейронов.

Результат оказался впечатляющим: у участников с изначально низкой связью между зонами мозга стимуляция префронтальной коры повысила точность выполнения заданий на 25–29%. Уровень ГАМК при этом снижался, что, по мнению авторов, и позволяло «снять тормоза» и активировать скрытые ресурсы мозга.

Авторы исследования считают, что персонализированная нейростимуляция может помочь людям с врождёнными или нейрофизиологическими трудностями в обучении. Речь не идёт о замене традиционного образования, а скорее — о его дополнении с учётом индивидуальных особенностей работы мозга.

«До сих пор всё внимание уделяли внешним условиям — обучению преподавателей, улучшению учебников, — говорит Рои Коэн Кадош. — Но мы видим, что нейробиология ученика тоже играет огромную роль. Если учитывать её и разрабатывать персонализированные подходы, можно помочь большему числу людей раскрыть потенциал, расширить доступ к профессиям и сократить неравенство в жизни и работе».

Следующим шагом исследователей станет испытание метода за пределами лаборатории — в реальных условиях, среди школьников, студентов и взрослых, которым математика всегда давалась непросто.