İnsanlarda, kuşlarda ve balıklarda beyin altkorteksindeki sayısallık

Bilişsel sinirbilim araştırmacısı Joonkoo Park, kısa bir süre önce beş yıllık, Ulusal Bilim Kurumu'nun (NSF) beş yıllık, 751.000 ABD doları fakülte erken mesleki gelişim (KARİYER) hibe aldığı beynimizde, beynimizdeki sayı ve büyüklüğün nasıl işlediği ile ilgili temel araştırma sorularını yanıtladı. Ve bu tür süreçlerin daha karmaşık matematiksel düşünceye nasıl yol açtığını yazan yazar, bu hafta beyindeki sayısal nicelik değerlendirmesinin işlendiği bir rapor yazdı.

Bir dizi deneyde, Park ve Carnegie Mellon Üniversitesi'ndeki meslektaşları, "kortikal ve subkortikal tutulumu ayırt etmek için, yetişkin insan altkorteksinin sayı işlemesine ne ölçüde katkıda bulunduğunu" keşfetmelerine izin veren psikofiziksel bir yöntem kullandı. Ayrıntılar, Ulusal Bilimler Akademisinin Proceedings'in mevcut çevrimiçi baskısında görünür .

Park'ın açıklamalarına göre insanlar, 8- 10 elması arasındaki farkı hızlı bir bakışla saymadan sayabilir. "Numara duygusu deniyor ve evrimsel olarak çok eski" diye belirtiyor. "Bu, diğer primatlar, memeliler, kuşlar ve balıklarla bu kabiliyeti paylaşıyoruz, hatta bebekler bile saymayı öğrenmeden önce 10 ila 20 nokta arasında ayrım yapabiliyorlar."

Marlene Behrmann'ın Carnegie Mellon'da yaptığı son çalışmada Park ve meslektaşları, kolej öğrencilerinin, birbiri ardına birbiri ardına sunulan iki nokta dizi görüntüsü üzerinde sayısal yargılarda bulunma performanslarını ölçtüler. Bazen bu iki görüntü tek bir göze sunuldu (monoküler sunum) ve diğer zamanlarda bu iki görüntü de farklı gözlere (ikikotik sunum) sunuldu.

Monoküler altında, ikikotik, sunum değil, görsel bilgi aynı kortikal yapıyı oluşturur. Dolayısıyla, katılımcılar monoküler koşullarda binoküler duruma kıyasla daha iyi sonuç alırsa, subkorteksin sayısal yargıda yer aldığı sonucuna varabilir. Gerçekten araştırmacılar, katılımcıların sayısal yargılama yaparken, özellikle de iki nokta dizisini büyük oranlarda (4: 1 veya 3: 1) ayırt ederken, katılımcıların monoküler sunum altında daha iyi performans gösterdiklerini keşfettiler.

Park, insanlara öyle bir ilkel sayısal yeteneği diğer hayvanlarla ve hatta omurgasız insanlarla paylaştığının iyi bilinmesine rağmen, böyle bir kabiliyetin beyin temeli henüz bilinmiyor. Bunun nedeni, böyle sayısal bir yeteneğe sahip olduğu bilinen diğer birçok hayvanın korteks tarafından sağlanan çok düşük hesaplama gücüne sahip olmasıdır. Bu yeni bulgu, birçok türde paylaşılan kaba, ilkel sayısal yeteneğin, evrimsel olarak daha yaşlı bir beyin yapısı olan subkorteksten kaynaklandığını düşündürmektedir.

Park, KARİYER bursuyla bu becerinin niteliği ile ilgili daha fazla soruyu incelemeyi planlıyor. Matematiksel yeteneği anlamak sadece temel sinirbilimi değil, aynı zamanda matematik eğitimini artırmak isteyen eğitimciler için de geçerli. Dil gelişimine benzer şekilde, matematiğin yaratılışı ve kullanımı benzersiz bir insandır; ancak onu destekleyen bilişsel ve sinirsel süreçler hakkında çok az şey anlaşılır.

Nörobilimci, bazı araştırmaların, sayım yapmadan veya sayısal simgeler kullanmadan hangisinin daha fazla ve hangisinin daha az olduğuna karar vermemizi sağlayan büyüklük duygusunun matematiksel düşünce için temel bir temel oluşturduğunu gösterdiğini belirtmektedir. Ancak resim tam olarak değil.

Dedi ki, "Araştırma ilgim, sayısal bilişin sinirsel temelleri, gelişimi ve kimlerin sayı ve matematik öğrenmede iyi olan kim olduğu ve neden olmadığı gibi bireysel farklılıkların etrafında dönüyor" diyor.

Bir tartışmalı Park, özellikle "sayı duyumu" nun sayılarla ilgili yargılamayı içerdiğini veya kütle / boyut hakkındaki yargılardan türetildiğini araştırmakla ilgileniyor. "Teknik bir ayrım" diyor, "teorik açıdan aslında oldukça önemlidir, en azından doğuştan gelen bir sayı, mekan ve zaman duygusu olduğumuzu savunan Kant'a dönüyoruz. Bu yeteneği ile doğmuş ancak sayı duygusunun nasıl ortaya çıktığı hala açık bir sorundur. "

Park, bir dizi elektroensefalografi (EEG) ve fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) çalışmalarını kullanarak büyüklük işlemenin yer aldığı sinir yollarının anatomisini ve fonksiyonunu tanımlamak için magnitüdinal işlemenin yapıldığı beyin bölgesinin adını vermenin ötesine geçmeyi ve bunun sinirsel mekanizmaları açığa çıkarmayı planlıyor. Matematiksel düşünmeyi destekle. EEG ve fMRI tekniklerinin yol analizi konusunda "birbirlerinin zayıflıklarına karşı geldiğini" belirtti.

Buna ek olarak, Park pratik uygulamalar sürdürmeyi planlıyor. Sonuçları daha karmaşık matematik becerilerindeki bireysel farklılıklarla ilişkilendirerek, başarılı matematik eğitiminin altında yatan faktörlere yeni anlayışlar sağlamayı umuyor. "Bu anlamlı, çünkü son yıllarda yapılan birçok araştırma, küçük çocukların sayı bakımından anlamlı olduklarını, matematik becerilerinin makul bir öngördürücüsü olduğunu gösteriyor. Beynin büyüklüğünün temsilinin, ne kadar çok karmaşık matematik yeteneğinin farklı yönleriyle ne ölçüde ilgilendiğini inceleyeceğiz Geometri veya aritmetik olarak. "

Park ayrıca UMass Amherst'deki lisans öğrencileri için bilişsel sinirbilimi yöntemlerinde yeni bir ders hazırlamayı planlıyor ve yaz aylarında yaptığı araştırmalarda üniversite öncesi öğrencileri mezun edecek. Bilimsel araştırmalarda farklı geçmişlerden azlığı olan azınlık öğrencileri, çocukları ve aileleri temsil etmeyi umuyor.

Kaynak:

Massachusetts Üniversitesi tarafından Amherst