Μια ανώδυνη, μη επεμβατική τεχνική διέγερσης 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 αυτό θα μπορούσε να είναι πιο χρήσιμο για όσους είναι πιθανό να δυσκολευτούν με τη μαθηματική μάθηση, λόγω του τρόπου με τον οποίο οι περιοχές του εγκεφάλου τους 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 υπέδειξε ότι ένα μεγάλο ποσοστό ενηλίκων στις ανεπτυγμένες χώρες (24% έως 29%) δεν έχει καλύτερες μαθηματικές δεξιότητες από ένα τυπικό επτάχρονο παιδί. Αυτή η έλλειψη αριθμητικής μπορεί να συμβάλει σε χαμηλότερο εισόδημα, κακή υγεία, μειωμένη πολιτική συμμετοχή, ακόμη και μειωμένη εμπιστοσύνη στους άλλους.
Η εκπαίδευση συχνά διευρύνει αντί να γεφυρώνει το χάσμα μεταξύ των μαθητών με υψηλές και χαμηλές επιδόσεις, ένα φαινόμενο γνωστό ως «φαινόμενο Ματθαίος». Όσοι ξεκινούν με ένα πλεονέκτημα, όπως το να μπορούν να διαβάζουν περισσότερες λέξεις όταν ξεκινούν το σχολείο, τείνουν να προοδεύουν περισσότερο. Η ισχυρότερη εκπαιδευτική επίδοση έχει επίσης συσχετιστεί με την κοινωνικοοικονομική κατάσταση, το υψηλότερο κίνητρο και τη μεγαλύτερη εμπλοκή με την ύλη που μαθαίνεται κατά τη διάρκεια ενός μαθήματος.
Σε ορισμένες μελέτες, έχει αποδειχθεί ότι οι 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 ερώτημα, στρατολογήσαμε 72 νεαρούς ενήλικες (18-30 ετών) και τους διδάξαμε νέες τεχνικές μαθηματικών υπολογισμών σε διάστημα πέντε ημερών. Κάποιοι έλαβαν θεραπεία με εικονικό φάρμακο. Άλλοι έλαβαν διακρανιακή διέγερση τυχαίου θορύβου (tRNS), η οποία παρέχει ήπια ηλεκτρικά ρεύματα στον εγκέφαλο. Είναι ανώδυνη και συχνά ανεπαίσθητη, εκτός αν εστιάσετε έντονα για να προσπαθήσετε να την αισθανθείτε.
Είναι πιθανό το tRNS να προκαλέσει μακροπρόθεσμες παρενέργειες, αλλά σε προηγούμενες μελέτες η ομάδα μου αξιολόγησε τους συμμετέχοντες για γνωστικές παρενέργειες και δεν βρήκε στοιχεία που να το υποστηρίζουν.
Οι συμμετέχοντες που έλαβαν tRNS ανατέθηκαν τυχαία σε μία από τις δύο διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Κάποιοι το έλαβαν μέσω του ραχιοπλάγιου προμετωπιαίου φλοιού, μιας περιοχής κρίσιμης για τη μνήμη, την προσοχή ή όταν αποκτούμε μια νέα γνωστική δεξιότητα. Άλλοι είχαν 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 του εγκεφάλου, ένα βιολογικό προφίλ που σχετίζεται με φτωχότερη μάθηση. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι αυτοί οι συμμετέχοντες σημείωσαν σημαντικά κέρδη στη μάθηση όταν έλαβαν tRNS αντί για τον προμετωπιαίο φλοιό.
Η διέγερση τους βοήθησε να φτάσουν σε επίπεδο συνομηλίκων που είχαν ισχυρότερη φυσική συνδεσιμότητα. Αυτό το εύρημα δείχνει 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. Αυτό συμβαίνει όταν ένα ασθενές σήμα γίνεται πιο καθαρό όταν προστίθεται μια μικρή ποσότητα τυχαίου θορύβου.
Στον εγκέφαλο, τα tRNS μπορούν να βελτιώσουν τη μάθηση ενισχύοντας απαλά τη δραστηριότητα των νευρώνων που δεν αποδίδουν επαρκώς, βοηθώντας τους να πλησιάσουν στο σημείο στο οποίο ενεργοποιούνται και στέλνουν σήματα. Αυτό είναι ένα σημείο γνωστό ως «όριο ενεργοποίησης», ειδικά σε άτομα των οποίων η εγκεφαλική δραστηριότητα δεν είναι βέλτιστη για μια εργασία όπως η εκμάθηση των μαθηματικών.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί τι δεν κάνει αυτή η τεχνική. Δεν κάνει τους καλύτερους μαθητές ακόμη καλύτερους. Αυτό ακριβώς καθιστά αυτή την προσέγγιση πολλά υποσχόμενη για τη γεφύρωση των χασμάτων και όχι για τη διεύρυνση τους. Αυτή η μορφή εγκεφαλικής διέγερσης 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), οι συνάδελφοί μου και εγώ διαπιστώσαμε ότι η tRNS φάνηκε να βελτιώνει τη μάθηση και την απόδοσή τους στη γνωστική εκπαίδευση.
Υποστηρίζω ότι τα ευρήματά μας θα μπορούσαν να ανοίξουν 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 εκπαίδευση.
Με την πάροδο του χρόνου, ίσως 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, πολύ συχνά τα εκπαιδευτικά συστήματα δεν λειτουργούν στο μέγιστο των δυνατοτήτων τους λόγω ανεπαρκών πόρων, κοινωνικών μειονεκτημάτων ή συστημικών εμποδίων. Επομένως, οποιαδήποτε εργαλεία που βασίζονται στον εγκέφαλο πρέπει να συμβαδίζουν με τις προσπάθειες αντιμετώπισης αυτών των εμποδίων.
*Ο Ρο Κοέν Κάντος είναι καθηγητής Γνωστικής Νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο του Σάρεϊ.
Το άρθρο του αναδημοσιεύεται αυτούσιο στο Liberal μέσω άδειας Creative Commons από τον ιστότοπο TheConversation.com.
