Математические навыки можно определить по уровню двух веществ в мозге

Нейромедиаторы или нейротрансмиттеры — это химические вещества, обеспечивающие передачу нервных сигналов в мозге. У каждого нейромедиатора есть набор функций, которые он выполняет.

Функции двух нейромедиаторов — гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и глутаминовой кислоты (глутамата) дополняют друг друга: первый является важнейшим тормозным нейромедиатором, а второй — наиболее распространённым возбуждающим медиатором в нервной системе.

Связь уровней именно этих нейромедиаторов с математическими навыками детей и молодых людей исследовали учёные из Оксфордского университета.

Уровни возбуждения и торможения в головном мозге непосредственно связаны с процессом обучения, особенно в критические периоды развития ребёнка.

Критическими периодами в психологии называют определённый возраст, в котором мозг человека максимально приспособлен к получению тех или иных навыков. Для получения навыков разной сложности подходят разные периоды жизни ребёнка.

Однако при этом исследователям мало известно о роли, которую торможение и возбуждение нервной системы играют в формировании сложных навыков, приобретение которых может занимать десятилетия. Именно таким навыком является математика.

Чтобы восполнить этот пробел в знаниях, авторы исследования замерили уровни ГАМК и глутамата в мозге 255 добровольцев. Среди них были как шестилетние дети, так и студенты университетов.

Также участники исследования прошли два математических тестирования, и результаты этих тестов сопоставлялись с уровнями медиаторов в их нервной системе.

Учёные выяснили, что у юных участников исследования повышенный уровень ГАМК в левой внутритеменной борозде (складке на верхней боковой поверхности полушария) ассоциировался с лучшими результатами математического тестирования. В то же время высокий уровень глутамата указывал на обратное.

При этом со взрослыми дела обстояли с точностью до наоборот: пониженная концентрация ГАМК и высокая концентрация глутамата в том же участке их мозга ассоциировались с хорошими знаниями математики.

То есть детям помладше торможение нервной системы помогает в решении математических задач, а взрослым оно только мешает. И наоборот.

Участники проходили математические тестирования с разницей в полтора года. Поэтому у исследователей была возможность продемонстрировать, что по уровням двух нейротрансмиттеров в начале исследования можно было предсказать более поздние математические достижения участников.

Многие предыдущие исследования, посвящённые связи ГАМК, глутамата и обучения, проводились с участием лабораторных грызунов. Результаты этих экспериментов невозможно напрямую применить к тому, как люди получают базовые школьные знания. Поэтому новое исследование даёт исследователям совершенно новую пищу для размышлений.

Результаты этого долгосрочного исследования, опубликованного в журнале PLOS Biology, показывают, что связь нейропластичности с возбуждением и торможением мозга меняет свой характер с возрастом.

Авторы работы отмечают, что эту особенность нужно учитывать при разработке развивающих образовательных программ.

К слову, ранее мы писали о том, что кефир способствует увеличению концентрации ГАМК в гиппокампе, что приводит к улучшению памяти. Сообщали мы и о том, что пониженный уровень ГАМК в мозге связан с аутизмом.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".