Согласно докладу Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), до 29 процентов взрослых в развитых странах владеют математическими навыками не лучше, чем обычный семилетний ребенок. Школа часто увеличивает, а не сокращает разрыв между более или менее способными детьми: те, кто приходит учиться, уже умея хорошо читать и писать, получают больше внимания от учителей, а в итоге добиваются больших успехов.
Хорошие достижения в образовании также связаны с социально-экономическим статусом и некоторыми личностными качествами. Например, еще в 80-х годах прошлого века психологи обнаружили, что успеваемость положительно коррелирует с высоким уровнем конформности вплоть до аспирантуры.
Однако некоторые исследования показали: биологические факторы, например степень согласованности различных областей мозга, могут играть большую роль в успешности изучения математики, чем внешние условия.
Ученые из Оксфордского университета (Великобритания), Университета Торонто, Университета Макгилла (оба — Канада) и Стэнфордского университета (США) отобрали 36 мужчин (средний возраст 21,75 года) и 36 женщин (средний возраст 22,1 года) и разделили их на три равные группы. Все они пять дней учились решать математические уравнения и выполняли задания по запоминанию комбинаций чисел. С каждым днем время на выполнение задач уменьшалось, а их сложность возрастала.
Первая группа испытуемых была контрольной. Юноши и девушки во второй и третьей группе подвергались процедуре транскраниальной стимуляции случайным шумом (tRNS) — безболезненного и безопасного воздействия на отдельные зоны головного мозга разрядами электрического тока случайной частоты. Одним испытуемым стимулировали дорсолатеральную префронтальную кору — область, критически важную для приобретения новых когнитивных навыков. Другим — область в задней теменной коре, которая обрабатывает информацию.
До и после обучения ученые сканировали мозг испытуемых и измеряли уровень гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) — вещества, которое играет определяющую роль в процессах торможения и возбуждения центральной нервной системы.
Некоторые участники имели слабые связи между префронтальной и теменной областями мозга, что обычно расценивается как фактор, негативно влияющий на обучаемость. Выяснилось, что стимуляция префронтальной коры позволила им быстро догнать других испытуемых в освоении нового материала. Авторы исследования объясняют это тем, что такое воздействие мягко усиливало активность нейронов в этой области мозга. Кроме того, уменьшение уровня ГАМК облегчало прохождение сигналов между нейронами в этой зоне, позволяя создавать новые синаптические связи, необходимые для успешного обучения.
Эти эксперименты, во-первых, показали важную роль префронтальной коры в обучении, во-вторых, могут в будущем послужить основой для разработки новых методов помощи учащимся, которые отстают не из-за внешних обстоятельств, а из-за биологических различий в работе мозга.
Выводы ученые изложили в статье для журнала PLOS Biology.