画像研究は子供たちが事実を記憶する方法を示しています

新しい脳イメージング研究は、子供たちが基本的な数学の事実を学ぶとき、脳がどのようにそれ自身を再編成するかを明らかにします。

スタンフォード大学医学部の研究者は、「子供たちは基本的な算数を学びながら、指で数えることで問題を解決することから、記憶から事実を引き出すことへと進んでいく」と述べた。 「シフトは他の子供たちよりも一部の子供たちにとってより簡単に起こりますが、誰もその理由を知りません」と研究者たちは言った。

彼らの新しい研究は、正確に調整された脳の変化のグループ、その多くが海馬として知られている記憶の中心が関与していることが、変換に重要であることを示しています。

「子供たちが新しい知識を獲得する方法を理解し、なぜ一部の子供たちが他の子供たちよりも記憶から事実を検索することを学ぶのかを判断したかったのです」と精神医学および行動科学の教授である研究の筆頭著者であるVinod Menon博士は述べた。

「この研究は、各子供の認知発達の過程で発生する動的な変化への洞察を提供します。」

この研究はまた、子供と大人の脳が数学の問題をどのように解決するかの違いについての以前の研究に追加する、と彼は指摘しました。研究では、2つのグループが同じタイプの数学の問題を解いている場合、子供は海馬や前頭前皮質を含む特定の脳領域を大人とは非常に異なる方法で使用していることが示されています。

「私たちは、子供時代の記憶に基づく問題解決への海馬および前頭前野の貢献が、成人の脳に期待するものとまったく似ていないことは驚くべきことでした」と博士研究員のShaozheng Qin、Ph.D.は述べています。論文の筆頭著者。

この研究では、28人の子供が2つの機能的磁気共鳴画像による脳スキャンを受けながら数学の問題を解決しました。スキャンは約1.2年おきに行われました。研究者らはまた、20代の若者と20名の成人を同時にスキャンした。

調査の開始時、子供たちは7歳から9歳でした。青年期は14歳から17歳、成人は19歳から22歳でした。すべての参加者のIQは正常でした。

この研究は通常の数学学習を調査したため、数学関連の学習障害および注意欠陥多動性障害の潜在的な参加者は除外されたと研究者らは述べた。

研究期間中、子供たちは平均して8.2歳から9.4歳まで年齢が上がるにつれ、数学の問題を解く速度と精度が向上し、記憶から数学の事実を検索することに頼るようになり、数を数えることにあまり頼らなくなりました。

戦略のこれらの変化が起こると、研究者たちは子供の脳にいくつかの変化を見た。新しい記憶の形成に多くの役割を果たしている海馬は、1年後に子供たちの脳でより活性化されたと発見しました。彼らは、前頭前野と頭頂皮質の一部を含む、数え上げに関与する領域があまり活性化されていないことを発見した。

研究者らはまた、海馬が子供の脳の他の部分に接続されている程度に変化が見られ、1年後、前頭前野、前側頭皮質、および頭頂皮質のいくつかの部分が海馬により強く接続された。

「これらのつながりが強いほど、子供が記憶から数学の事実を取得する能力が高くなります。これは、将来の数学学習障害の研究の出発点を示唆する発見です」と研究者たちは述べています。

研究者らによると、子供たちは1年後、海馬をより多く使用していたが、若者と大人は、数学の問題を解決する間、海馬の使用を最小限に抑えていた。代わりに、彼らは新皮質のよく発達したインフォメーションストアから数学の事実を引き出しました。

「これが意味することは、海馬が事実を学習し、子供の長期記憶に統合するための足場を提供しているということです」とメノン氏は語った。

彼は、数学の問題を解くための成人のような神経接続が構築されているので、海馬は脳の他の部分をサポートするのに役立ちます。

「成人では、数学の事実の記憶が新皮質に統合されている可能性が高いため、この足場は必要ありません」と彼は言った。

「興味深いことに、研究はまた、大人の海馬は子供ほど強力ではないが、大人が通常大脳皮質から引き出す数学情報のバックアップコピーを保持しているように見えることも示しました。」

研究者はまた、子供、青年、および大人が数学の問題を正しく解決したときの脳活動のパターンの変動のレベルを比較しました。脳の活動パターンは、子供よりも青年と成人でより安定しており、脳が数学の問題を解くのに優れているほど、その活動はより安定することを示唆していると研究者らは報告している。

Menon氏によれば、次のステップは、通常の数学学習に関する新しい発見と、数学学習障害のある子供たちで何が起こるかを比較することです。

「数学学習障害のある子供たちでは、事実を流暢に検索する能力が基本的な問題であり、高校や大学では依然としてボトルネックとなっていることを知っています」と彼は言った。

「海馬は、学習の初期段階で脳の他の部分の数学の事実を適切に表現するための信頼できる足場を提供できないため、子供は数学の問題を解決するために非効率的な戦略を使い続けていますか？これをテストしたいのです。」

この研究は 自然神経科学.

出典：スタンフォード大学医療センター