У новорожденных обнаружена нейронная основа математических способностей
Эксперимент с младенцами нескольких дней от роду показал, что математические способности в нашем мозге заложены изначально. Исследователи получили первое нейробиологическое подтверждение врожденному характеру чувства числа, о чем сообщили в препринте на bioRxiv.
«Для большинства людей извлечение числовой информации из окружающей среды сродни восприятию мира в цвете», — объясняет профессор Брайан Баттерворт из Университетского колледжа Лондона.
Иными словами, чувство числа входит в наш базовый «стартовый» набор инструментов. Когда мы смотрим на миску с грушами, вы видим их зелеными без каких‑либо умозаключений — точно так же мозг изначально запрограммирован на оценку приблизительного количества объектов.
Для изучения этих механизмов ученые из Центра наук о сознании и мозге (CIMeC) в Трентском университете отправились в родильное отделение больницы по соседству. К исследованию привлекли 21 ребенка в возрасте от 0 до 3 дней. Улучшив момент, детям снимали электроэнцефалограммы.
Как проверяли
Изучать познавательные процессы у новорожденных — задача не из легких, признается нейробиолог Марко Буятти из CIMeC, ведущий автор исследования. «Они открывают глаза на минуту-другую — и все. Это кропотливая и медленная работа, но результаты того стоят», — считает он.
В моменты бодрствования младенцы слушали полутораминутную аудиозапись, на которой голос повторял звуки, сгруппированные в цепочки по четыре или по двенадцать слогов. «Примерно так: ла-ла-ла-ла», — уточняет Буятти. Одновременно с этим исследователи показывали детям визуальный стимул — четыре или двенадцать точек — на срок до 50 секунд.
Ученые обнаружили, что электрическая активность в височно-теменной области, отвечающей за восприятие и обработку сенсорной информации, снижается, когда количество точек совпадает с числом слогов в звуковом ряду. А если числа не соответствуют друг другу — снижения не происходит.
Этот результат хорошо согласуется с тем, что известно о работе взрослого мозга. Когда мы многократно воспринимаем один и тот же стимул, реакция на него слабеет за счет подавления повторения — адаптивного механизма управления вниманием, предназначенного для экономии ресурсов мозга.
Когда же младенцам предъявляли несовпадающее число точек, их нейронная активность возрастала. «Появление нового количества точек как бы выводит мозг из состояния этой адаптации», — объясняет нейробиолог Буятти.
«Мы впервые показали нейронный механизм, стоящий за врожденным чувством числа», — подчеркивает он.
Зачем это нужно
По словам исследователя, такая врожденная способность имеет очевидную эволюционную ценность. Умение быстро отличить одного хищника от нескольких или один пищевой объект от множества, несомненно, давало важное преимущество в выживании.
Кроме того, уже известно, что уровень чувства числа у ребенка в возрасте одного года предсказывает его математические успехи спустя несколько лет. Понимание мозговых механизмов, задействованных в этой способности, может помочь выявлять детей из группы риска по дискалькулии (неспособности к арифметике).
«Изучение нейронной реализации чувства числа при рождении важно, потому что это основа для развития высших математических функций в дальнейшем. И при продолжении исследований этот результат может лечь в основу раннего нейробиомаркера риска развития дискалькулии», — заключает Буятти.
