Μια ανώδυνη, μη επεμβατική τεχνική διέγερσης του εγκεφάλου μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τον τρόπο με τον οποίο οι νέοι ενήλικες μαθαίνουν μαθηματικά, όπως διαπίστωσαν οι συνάδελφοί μου και εγώ σε μια πρόσφατη μελέτη. Σε μια δημοσίευση στο PLOS Biology περιγράφουμε πώς αυτή η τεχνική θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για όσους δυσκολεύονται με τη μαθηματική μάθηση, λόγω του τρόπου με τον οποίο οι περιοχές του εγκεφάλου που εμπλέκονται σε αυτή τη δεξιότητα επικοινωνούν μεταξύ τους.
Τα μαθηματικά είναι απαραίτητα για πολλές θέσεις εργασίας, ειδικά στις επιστήμες, την τεχνολογία, τη μηχανική και τα χρηματοοικονομικά. Ωστόσο, μια έκθεση του ΟΟΣΑ του 2016 υπογράμμισε ότι ένα μεγάλο ποσοστό ενηλίκων σε ανεπτυγμένες χώρες (24% έως 29%) δεν διαθέτει καλύτερες μαθηματικές δεξιότητες από ένα τυπικό επτάχρονο παιδί. Αυτή η έλλειψη αριθμητικής ικανότητας μπορεί να συμβάλλει σε χαμηλότερο εισόδημα, κακή υγεία, μειωμένη πολιτική συμμετοχή και ακόμη και σε μειωμένη εμπιστοσύνη προς τους άλλους.
Η εκπαίδευση συχνά διευρύνει αντί να γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ μαθητών με υψηλές και χαμηλές επιδόσεις, ένα φαινόμενο γνωστό ως «φαινόμενο Ματθαίος». Όσοι ξεκινούν με ένα πλεονέκτημα, όπως η ικανότητα να διαβάζουν περισσότερες λέξεις όταν εισέρχονται στο σχολείο, τείνουν να προοδεύουν περισσότερο. Η ισχυρότερη εκπαιδευτική επίδοση έχει επίσης συσχετιστεί με την κοινωνικοοικονομική κατάσταση, το υψηλότερο κίνητρο και τη μεγαλύτερη εμπλοκή με το υλικό που διδάσκεται.
Σε ορισμένες μελέτες, έχει αποδειχθεί ότι βιολογικοί παράγοντες, όπως τα γονίδια, η συνδεσιμότητα του εγκεφάλου και η χημική σηματοδότηση, παίζουν ισχυρότερο ρόλο στα μαθησιακά αποτελέσματα από τους περιβαλλοντικούς. Αυτό έχει τεκμηριωθεί επαρκώς σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένων των μαθηματικών, όπου οι διαφορές στη βιολογία μπορούν να εξηγήσουν τα εκπαιδευτικά επιτεύγματα.
Για να διερευνήσουμε αυτό το ζήτημα, συγκεντρώσαμε 72 νεαρούς ενήλικες (18 - 30 ετών) και τους διδάξαμε νέες τεχνικές μαθηματικών υπολογισμών σε διάστημα πέντε ημερών. Κάποιοι έλαβαν θεραπεία με εικονικό φάρμακο (placebo), ενώ άλλοι υποβλήθηκαν σε διακρανιακή διέγερση τυχαίου θορύβου (tRNS), η οποία παρέχει ήπια ηλεκτρικά ρεύματα στον εγκέφαλο. Η τεχνική είναι ανώδυνη και συχνά δεν γίνεται αντιληπτή, εκτός αν εστιάσει κανείς ιδιαίτερα στην αίσθησή της.
Παρά το ενδεχόμενο μακροπρόθεσμων παρενεργειών από το tRNS, σε προηγούμενες μελέτες η ομάδα αξιολόγησε τους συμμετέχοντες για γνωστικές παρενέργειες χωρίς να βρει στοιχεία που να τις υποστηρίζουν.
Οι συμμετέχοντες που έλαβαν tRNS τοποθετήθηκαν τυχαία σε μία από δύο διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Κάποιοι το έλαβαν μέσω του ραχιαίου πλάγιου προμετωπιαίου φλοιού, μιας περιοχής κρίσιμης για τη μνήμη, την προσοχή και την απόκτηση νέων γνωστικών δεξιοτήτων. Άλλοι έλαβαν tRNS μέσω του οπίσθιου βρεγματικού φλοιού, ο οποίος επεξεργάζεται μαθηματικές πληροφορίες, κυρίως όταν η μάθηση έχει ολοκληρωθεί.
Πριν και μετά την εκπαίδευση, σαρώσαμε επίσης τους εγκεφάλους τους και μετρήσαμε τα επίπεδα βασικών νευροχημικών ουσιών, όπως το γ-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA), το οποίο είχαμε δείξει προηγουμένως σε μια μελέτη του 2021 ότι παίζει ρόλο στην πλαστικότητα και τη μάθηση του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένων των μαθηματικών.
Μερικοί συμμετέχοντες ξεκίνησαν με ασθενέστερες συνδέσεις μεταξύ των προμετωπιαίων και βρεγματικών περιοχών, ένα βιολογικό προφίλ που σχετίζεται με φτωχότερη μάθηση. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι αυτοί οι συμμετέχοντες σημείωσαν σημαντικά κέρδη στη μάθηση όταν έλαβαν tRNS στον προμετωπιαίο φλοιό.
Η διέγερση τους βοήθησε να φτάσουν σε επίπεδο συνομηλίκων με ισχυρότερη φυσική συνδεσιμότητα. Αυτό το εύρημα υπογραμμίζει τον κρίσιμο ρόλο του προμετωπιαίου φλοιού στη μάθηση και θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση των εκπαιδευτικών ανισοτήτων που βασίζονται στη νευροβιολογία.
Πώς λειτουργεί αυτό; Μια εξήγηση βρίσκεται σε μια αρχή που ονομάζεται στοχαστικός συντονισμός. Πρόκειται για το φαινόμενο κατά το οποίο ένα ασθενές σήμα γίνεται πιο καθαρό με την προσθήκη μιας μικρής ποσότητας τυχαίου θορύβου.
Στον εγκέφαλο, τα tRNS μπορούν να βελτιώσουν τη μάθηση ενισχύοντας απαλά τη δραστηριότητα νευρώνων που δεν αποδίδουν επαρκώς, βοηθώντας τους να φτάσουν στο σημείο όπου ενεργοποιούνται και στέλνουν σήματα. Πρόκειται για το «όριο ενεργοποίησης», ιδιαίτερα σημαντικό σε άτομα των οποίων η εγκεφαλική δραστηριότητα δεν είναι βέλτιστη για εργασίες όπως η εκμάθηση μαθηματικών.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί τι δεν κάνει αυτή η τεχνική: δεν βελτιώνει τους ήδη καλούς μαθητές. Αυτή η ιδιαιτερότητα καθιστά την προσέγγιση πολλά υποσχόμενη για τη γεφύρωση εκπαιδευτικών χασμάτων και όχι για τη διεύρυνσή τους. Η διέγερση βοηθά στην εξισορρόπηση των όρων ανταγωνισμού.
Η μελέτη μας επικεντρώθηκε σε υγιείς φοιτητές πανεπιστημίου με υψηλές επιδόσεις. Ωστόσο, σε παρόμοιες μελέτες σε παιδιά με μαθησιακές δυσκολίες στα μαθηματικά (2017) και με διαταραχή ελλειμματικής προσοχής/υπερκινητικότητας (2023), διαπιστώσαμε ότι το tRNS φαίνεται να βελτιώνει τη μάθηση και την απόδοση στην γνωστική εκπαίδευση.
Υποστηρίζω ότι τα ευρήματά μας ανοίγουν μια νέα κατεύθυνση στην εκπαίδευση. Η βιολογία του μαθητή έχει σημασία και με τις εξελίξεις στη γνώση και την τεχνολογία μπορούμε να αναπτύξουμε εργαλεία που δρουν άμεσα στον εγκέφαλο, όχι απλώς να τον παρακάμπτουν. Αυτό θα μπορούσε να δώσει σε περισσότερους ανθρώπους την ευκαιρία να αξιοποιήσουν στο έπακρο την εκπαίδευσή τους.
Με την πάροδο του χρόνου, εξατομικευμένες εγκεφαλικές παρεμβάσεις, όπως το tRNS, θα μπορούσαν να υποστηρίξουν τους μαθητές που μένουν πίσω όχι λόγω κακής διδασκαλίας ή προσωπικών συνθηκών, αλλά λόγω φυσικών διαφορών στον τρόπο λειτουργίας του εγκεφάλου τους.
Φυσικά, τα εκπαιδευτικά συστήματα συχνά δεν λειτουργούν στο μέγιστο των δυνατοτήτων τους, λόγω ανεπαρκών πόρων, κοινωνικών μειονεκτημάτων ή συστημικών εμποδίων. Επομένως, οποιαδήποτε εργαλεία βασίζονται στον εγκέφαλο πρέπει να συμβαδίζουν με τις προσπάθειες αντιμετώπισης αυτών των εμποδίων.
Ο Roi Cohen Kadosh είναι επικεφαλής της Σχολής Ψυχολογίας και καθηγητής Γνωστικής Νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο του Surrey. Το άρθρο του δημοσιεύεται αυτούσιο στο Liberal μέσω άδειας CREATIVE COMMONS από τον ιστότοπο TheConversation.com.
