Зрелость мозга: математика без пальцев

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Cerebral Cortex, выяснилось: у взрослых людей, обладающих хорошими математическими навыками, мозг почти не задействует те области, которые ответственны за движение, когда речь заходит о работе с числами. Грубо говоря, чем лучше у взрослого математика, тем реже ему нужно мысленно загибать пальцы. Это свидетельствует о том, что по мере развития математической грамотности центральная нервная система человека становится способна оперировать числами всё более автоматически и абстрактно, не привлекая к этому дело руки и ноги.

Исследователи объясняют: число — категория многоликая, воспринимается мозгом и на слух, и глазами, и через ощущения. Помимо привычных способов (читать, говорить, сравнивать числа), долгое время учёные обсуждают, нужна ли “втелеснённая” стратегия обработки информации — та самая, где мы опускаемся до подсчёта на пальцах.

Группа психологов из Вандербильтского университета (США) сравнила, как “втелеснённая математика” работает у взрослых и детей, используя для этого исследование активности мозга на томографе (fMRI). В эксперименте участвовали 104 взрослых (около 23 лет) и 88 детей четвёртого класса (примерно 10 лет). Подопытным показывали два вида изображений: арабские цифры (например, 4) и фотографии рук, где пальцами показывали некое число. Надо было быстро определить, больше или меньше картинка-читаемое число по сравнению с эталоном, и нажать нужную кнопку.

Также участники выполняли звуковую задачу: сравнивали начальные звуки названий чисел и предметов. После опытов детям и взрослым устроили тесты на математику (Woodcock-Johnson III): вычисления, скорость счета и решение задач на слух, а дополнительно — тесты на чтение.

Результаты оказались любопытными. У взрослых при работе с числами активизируется обширная “математическая сеть” мозга (затылочная, височная, теменная, островковая доли). Но у тех, кто справляется с задачами лучше других, эта самая сеть работает экономнее, а двигательные и сенсорные участки почти не напрягаются. Внимание: у детей всё наоборот. Чем больше активность зоны, обрабатывающей количество (intraparietal sulcus), тем лучше у ребёнка с арифметикой. А у взрослых — наоборот: чем эта область спокойнее, тем выше баллы.

В итоге: взрослый математик способен решать задачи почти на автомате. Не нужен больше внутренний счёт на пальцах — мозг переходит на более абстрактный уровень работы. При этом успехи в арифметике не связаны напрямую с умением читать: мозг выделяет для каждого свои зоны.

Учёные подчёркивают: не стоит думать, будто детям надо запрещать считать на пальцах — для начального освоения арифметики это нормально и даже полезно. Просто по мере взросления мозг учится обходиться без «физической опоры».

Авторы признают, что их исследование имело ограничения: детей и взрослых снимали на разных томографах из-за пандемии. Это незначительно может сместить результаты, однако главный вывод ясен: развитие мозга делает нас математиками “по умолчанию”. Теперь следующий шаг — выяснить, когда именно этот переход происходит, чтобы помогать тем, кто до сих пор математикой занимается руками.