Jemná Elektrická Stimulace Mozku Mění Výuku Matematiky

Jemná stimulace mozku zlepšuje schopnost učení matematiky

Ve světě neurověd a vzdělávacích technologií se objevilo převratné zjištění: aplikace nízkoúrovňové elektrické stimulace na specifické mozkové sítě může výrazně zlepšit schopnost osvojování matematických dovedností. Tato inovativní studie, publikovaná v časopise PLOS Biology pod vedením profesora Roi Cohena Kadoshe z University of Surrey ve Velké Británii, přináší nový pohled na propojení neurotechnologie a rozvoje kognitivních funkcí.

 

Propojení mozku předpovídá úspěch při učení matematiky

Výzkumný tým zjistil, že ne každý mozek je pro zvládnutí matematiky stejně vybavený. Analýza propojení mozkových oblastí odhalila, že síla komunikace mezi klíčovými regiony—zejména dorsolaterální prefrontální kůrou (dlPFC), důležitou pro exekutivní funkce a výpočty, a posteriorní parietální kůrou (PPC), která hraje roli v paměťových procesech—může předpovědět individuální schopnost naučit se matematické koncepty.

 

Průběh a metodika experimentu

Během pětidenního experimentu se 72 účastníků zabývalo řadou matematických úloh, které zahrnovaly jak úkony zaměřené na paměť, tak na výpočty. Současně účastníci podstupovali jemnou, neinvazivní elektrickou stimulaci zaměřenou na různé oblasti mozku, včetně dlPFC a PPC.

Vědci dále použili pokročilou magnetickou rezonanční spektroskopii ke sledování hladin glutamátu a GABA—dvou neurotransmiterů úzce spojených s učením a plasticitou mozku. Tyto analýzy poskytly detailní informace o aktuální schopnosti mozku přizpůsobit se a přijímat nové poznatky.

 

Klíčové poznatky: kdo má největší prospěch?

Zajímavé je, že ti účastníci, kteří na začátku vykazovali silnější neuronové spojení mezi dlPFC, PPC a hippocampem—oblastí důležitou pro dlouhodobou paměť a zobecňování informací—byli úspěšnější v řešení výpočetních úloh. Naopak při úlohách zaměřených čistě na paměť tato spojení takovou roli nehrála.

Nejvýraznějším zjištěním studie však bylo, že účastníci s původně slabším propojením mezi dlPFC a PPC zaznamenali po mozkové stimulaci největší zlepšení ve schopnosti řešit matematické úlohy. To naznačuje, že cílená elektrická stimulace mozku, například pomocí technologie transkraniální elektrické stimulace (tES), má potenciál stát se podpůrným nástrojem pro osoby s biologickými překážkami při učení matematiky.

 

Složitá souhra: mozková chemie, plasticita a technologie

Odborníci poukazují na komplexní vztah mezi chemií mozku, jeho plasticitou a spoluprací oblastí zodpovědných za paměť a exekutivní funkce. Výsledky studie otevírají cestu k inovativním edtech řešením a personalizovanému vzdělávání, ačkoli vědci upozorňují na nutnost dalších výzkumů k ověření účinnosti mimo laboratorní podmínky.

 

Relevance pro trh a budoucí využití

Výsledky mají zásadní význam pro trh vzdělávacích technologií. S dalším pokrokem v oblasti neurotechnologií může být integrace jemné elektrické stimulace mozku revoluční změnou v tom, jak školy, doučovací centra a kognitivní rehabilitační programy podporují studenty s obtížemi v matematice. Ve srovnání se stávajícími edtech řešeními nabízí tato biotechnologická metoda výhody zejména pro žáky, kteří nereagují na tradiční metody výuky.

Budoucí výzkum bude zásadní pro ověření, jak bezpečně a eticky rozšířit tyto metody pro širší využití, což by mohlo znamenat zásadní proměnu přístupů k rozvoji kognitivních schopností a digitálního vzdělávání.