Naukowcy podają, że myślenie o liczbach angażuje obszar mózgu powiązany z podstawowymi funkcjami, dostarczając kluczowych informacji z punktu widzenia edukacji i procedur neurologicznych.
Nowe badania sugerują, że wyjątkowa ludzka zdolność do konceptualizacji liczb może być głęboko zakorzeniona w mózgu.
Co więcej, wyniki badania przeprowadzonego przez Oregon Health & Science University z udziałem pacjentów poddawanych neurochirurgii sugerują nowe możliwości wykorzystania tych obszarów w celu poprawy uczenia się wśród osób nękanych matematyką.
„Ta praca kładzie podwaliny pod głębsze zrozumienie liczb, matematyki i poznania symboli – czegoś, co jest wyjątkowo ludzkie” – powiedział starszy autor Ahmed Raslan, lekarz medycyny, profesor i kierownik katedry chirurgii neurologicznej w Szkole Medycznej OHSU. „Konsekwencje są dalekosiężne”.
Badanie opublikowano w czasopiśmie PLOS JEDEN.
Raslan i współautorzy zrekrutowali 13 osób chorych na padaczkę, które przechodziły powszechnie stosowaną interwencję chirurgiczną, aby określić dokładne miejsce w mózgu, skąd pochodzą napady padaczkowe, metodą znaną jako elektroencefalografia stereotaktyczna. Podczas zabiegu badacze zadali pacjentom serię pytań, które skłoniły ich do myślenia o liczbach jako o symbolach (na przykład 3), słowach („trzy”) i pojęciach (seria trzech kropek).
Gdy pacjenci odpowiadali, badacze odkryli aktywność w zaskakującym miejscu: skorupie.
Położona głęboko w zwojach podstawy mózgu, nad pniem mózgu, skorupa jest obszarem mózgu związanym głównie z funkcjami elementarnymi, takimi jak ruch i pewne funkcje poznawcze, ale rzadko z aspektami ludzkiej inteligencji wyższego rzędu, takimi jak rozwiązywanie rachunku różniczkowego. Neurolodzy zazwyczaj przypisują świadomość i abstrakcyjne myślenie korze mózgowej, która wyewoluowała później w ewolucji człowieka i otacza zewnętrzną warstwę mózgu w złożonej istocie szarej.
„To prawdopodobnie oznacza, że ludzka zdolność do przetwarzania liczb została nabyta na wczesnym etapie ewolucji” – powiedział Raslan. „Jest coś głębiej w mózgu, co daje nam zdolność do skoku do miejsca, w którym jesteśmy dzisiaj”.
Szersze implikacje dla neurochirurgii i uczenia się
Naukowcy odkryli także zgodną z oczekiwaniami aktywność w obszarach mózgu kodujących bodźce wzrokowe i słuchowe, a także w płacie ciemieniowym, o którym wiadomo, że bierze udział w funkcjach liczbowych i obliczeniowych.
Z praktycznego punktu widzenia odkrycia mogą okazać się przydatne w unikaniu ważnych obszarów podczas operacji mających na celu usunięcie guzów lub ognisk padaczki, a także w umieszczaniu neurostymulatorów mających na celu zatrzymanie napadów.
„Można wyznaczyć obszary mózgu zaangażowane w przetwarzanie liczb i zachować szczególną ostrożność, aby uniknąć uszkodzenia tych obszarów podczas interwencji neurochirurgicznych” – powiedział główny autor dr Alexander Rockhill, pracownik naukowy ze stopniem doktora w laboratorium Raslana.
Naukowcy przypisali zasługi pacjentom biorącym udział w badaniu.
„Jesteśmy niezwykle wdzięczni naszym pacjentom z padaczką za chęć wzięcia udziału w tych badaniach” – powiedział współautor Christian Lopez Ramos, lekarz medycyny, rezydent neurochirurgii w OHSU. „Ich zaangażowanie w odpowiadanie na nasze pytania podczas operacji okazało się kluczem do pogłębienia wiedzy naukowej na temat ewolucji naszego mózgu w odległej przeszłości i tego, jak działa dzisiaj”.
Rzeczywiście, badanie podąża za wcześniejszymi kierunkami badań obejmującymi mapowanie ludzkiego mózgu podczas operacji.
„Mam dostęp do najcenniejszych danych ludzkich w przyrodzie” – powiedział Raslan. „Szkodą byłoby przegapić okazję do zrozumienia, jak funkcjonuje mózg i umysł. Jedyne, co musimy zrobić, to zadać właściwe pytania”.
Na kolejnym etapie badań Raslan przewiduje wyodrębnienie obszarów mózgu zdolnych do wykonywania innych funkcji wyższego poziomu.
Odniesienia: „Badanie modelu potrójnego kodu w poznaniu numerycznym przy użyciu elektroencefalografii stereotaktycznej” autorstwa Alexandra P. Rockhilla, Hao Tan, Christiana G. Lopeza Ramosa, Caleba Nerisona, Becka Shafie, Maryam N. Shahin, Adeline Fecker, Mostafa Ismail, Daniel R. Cleary, Kelly L. Collins i Ahmed M. Raslan, 3 grudnia 2024 r., PLOS JEDEN.
DOI: 10.1371/journal.pone.0313155
Oprócz Raslana, Rockhilla i Lopeza Ramosa współautorami są m.in. Hao Tan, MD, Beck Shafie, Maryam Shahin, MD, Adeline Fecker, Mostafa Ismail, Daniel Cleary, MD i Kelly Collins, MD z OHSU; i Caleb Nerison, DO, obecnie z Lexington Medical Center w Południowej Karolinie.
Badania zostały wsparte grantem Fundacji im Narodowe Instytuty ZdrowiaInicjatywa BRAIN wspierająca Rockhill, nagroda 1UG3NS123723-01. Za treść odpowiadają wyłącznie autorzy i niekoniecznie odzwierciedlają oficjalne poglądy NIH.
