Математические способности связаны с "чувством числа", считают ученые

Ученые Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ "БелГУ") в составе научного коллектива исследуют характеристики мозговой активности, влияющие на математические способности человека. Полученные знания можно будет использовать для помощи школьникам при обучении математике и преодоления нарушения освоения арифметики, сообщили в пресс-службе вуза.

Сотрудники Центра когнитивных нейронаук и нейротехнологий НИУ "БелГУ" и Психологического института РАО положили в основу исследований изучение присущего с рождения человеку и некоторым животным несимволического чувства числа – способности приблизительно оценивать количество объектов, не прибегая к их подсчету. Это чувство облегчает людям жизнь в повседневных ситуациях, когда помогает выбрать очередь в магазине покороче, горсть конфет побольше, разделить группу мелких предметов на равные части. 

У человека есть еще и символическое чувство числа, связанное с использованием математических символов, например, цифр. Эта способность активно развивается у детей с началом изучения математики в школе. По мере взросления, в учебной и профессиональной деятельности человек все чаще пользуется именно символической оценкой количества. Однако именно несимволическое чувство числа, по мнению ученых, может определять академическую успешность в математике. 

Научный коллектив лаборатории возрастной психогенетики Психологического института РАО и Научно-проектного центра когнитивных нейронаук и нейротехнологий НИУ "БелГУ" изучает, за счет каких механизмов "работает" несимволическое чувство числа, сообщила старший научный сотрудник лаборатории возрастной психогенетики Психологического института РАО, руководитель гранта РФФИ по теме "Когнитивные и психофизиологические механизмы чувства числа" Марина Лобаскова. 

"Наша задача — выявить психофизиологические механизмы несимволического чувства числа, обнаружить те регионы мозга, которые связаны с системами приблизительной оценки количества, и оценить участие каждого из них в реализации этой способности у человека в разных условиях. Для этого нам нужны такие методы регистрации активности мозга, которые помогут зафиксировать эти временные и пространственные различия", — рассказала она.

Экспериментальная парадигма для оценки временных и пространственных характеристик мозговой активности в процессе оценки количества разработана впервые в мировой практике и основана на современных методах регистрации мозговой активности – электроэнцефалографии и fNIRS (спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне), сообщила старший научный сотрудник лаборатории возрастной психогенетики Психологического института РАО Юлия Маракшина. 

Сейчас исследование находится на этапе сбора нейрофизиологических данных с помощью 64-х канальной ЭЭГ-системы с активными гелевыми электродами и мобильной системы fNIRS. Эксперименты проходят на базе Научно-проектного центра когнитивных нейронаук и нейротехнологий НИУ "БелГУ" в сотрудничестве с Открытой инжиниринговой школой НИУ "БелГУ", где есть связанные с нейронауками программы для подростков 11-16 лет. Эти ребята стали основными участниками исследования. По словам ученых, в ближайшие месяцы полученные данные будут проанализированы и систематизированы.

"Спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне – новый метод функциональной нейровизуализации. Система fNIRS производит световое излучение в ближнем инфракрасном диапазоне в виде двух волн разной длины, благодаря которым можно распознать два состояния оксигенации (насыщения кислородом) гемоглобина. Это позволяет оценить активность всех областей коры головного мозга в режиме реального времени, даже на улице во время движения или повседневных дел. С помощью этого метода мы выявим области головного мозга, задействованные в реализации чувства числа", – рассказала директор Научного-проектного центра когнитивных нейронаук и нейротехнологий НИУ "БелГУ" Мария Ситникова. 

Исследователи надеются, что изучение чувства числа с помощью современных психофизиологических методов поможет внести ясность в вопрос о его механизмах, а в будущем – и о роли чувства числа в освоении математики. Полученные знания можно будет использовать при организации обучения школьников и при работе с такими трудностями, как дискалькулия – нарушение освоения арифметики. 

Исследование проводится при поддержке гранта РФФИ.

Источник