Біологія
Біологія

Рівні нейротрансмітерів у мозку вказали на успішність у математиці

Британські вчені пов'язали рівні нейротрансмітерів глутамату та гамма-аміномасляної кислоти у мозку з розумінням математики. Так за рівнями нейротрансмітерів учасників різного віку вчені змогли передбачити їхню успішність у математиці в наступні півтора року. Результати опубліковані в журналі PLOS Biology.

George Becker / Pexels

George Becker / Pexels

Звідки взялася ідея вивчати нейротрансмітери та схильність до математики?

Нейрони у нашому мозку передають інформацію одне одному за допомогою хімічних речовин, що мають назву нейротрансмітерів. Одними із найважливіших із них є глутамат та гамма-аміномасляна кислота (ГАМК). Вони мають протилежні функції: якщо робота глутамату полягає у збудженні нейронів, то ГАМК, навпаки, пригнічує їхню активність. Взаємозалежне коливання рівнів цих нейротрансмітерів у мозку забезпечує пластичність та здатність навчатися, керуючи сприйнятливістю мозку до набуття нової інформації. Це показали силенні досліди на тваринах, але невідомо, що відбувається із рівнями нейротрансмітерів при складних формах навчання, притаманних людям. Наприклад, під час здобування освіти. Через це вчені з Університетів Суррея, Оксфорду та Суонсі провели дослідження, у якому вивчали зв'язок між згаданими нейротрансмітерами та успішністю в математиці, яку більшість людей вивчають із першого класу, а деякі продовжують це робити й на третьому десятилітті життя.

Яким було дослідження?

До експерименту біло залучено 255 учасників різного віку — від учнів початкової школи до студентів вищого навчального закладу. Усі учасники на початку дослідження пройшли тест на знання математики та сканування мозку за допомогою магнітно-резонансної томографії (МРТ) для виявлення рівнів нейротрансмітерів глутамату та ГАМК в областях лівої внутрішньотім'яної борозни та середньої лобної звивини, які беруть участь в обробленні математичних даних. Відтак через півтора року більшість із добровольців пройшли повторний тест із математики. Порівнюючи результати першого та другого тестування із даними МРТ-сканування, вчені помітили певні закономірності.

Що нового з'ясували вчені?

У дітей вищі рівні ГАМК та нижчі рівні глутамату у внутрішньотім'яній борозні пов'язані з кращими математичними навичками. Однак із дорослими ситуація повністю протилежна: нижчі рівні ГАМК та вищі рівні глутамату супроводжувалися кращим розумінням математики. Дослідження також вказує, що за рівнями нейротрансмітерів можна передбачити, якою буде успішність в математиці у наступні щонайменше 1,5 року.

Поки що вчені не знають, чому в дорослих та дітей знання математики пов'язане із протилежними показниками нейротрансмітерів. Але можливим поясненням є те, що у процесі дорослішання глутамат та ГАМК дещо змінюють свої функції. Можливо, у ранньому віці високі рівні ГАМК сприяють кращому засвоєнню арифметики, а в пізнішому — заважали б. Однозначно, потрібно провести більше досліджень, щоб розібратися у цьому явищі. Це могло б допомогти у складанні навчальних програм, основаних на знаннях про роботу мозку, особливо в такій важливій у повсякденному житті науці як математика.

Минулого року німецькі вчені знайшли ще одну ознаку, за якою можна передбачити успішність дітей в математиці. Їхні результати вказують, що варіації гену ROBO1 відповідальні за приблизно двадцять відсотків математичних здібностей.