_catta_ (catta) wrote,
_catta_
catta

Categories:

а хотите, я его стукну? он станет фиолетовым в крапинку...

У человека способность воспринимать числа и оперировать ими связана с работой специфической области теменной коры – внутритеменной извилиной (intraparietal sulcus). Внутритеменные извилины, разумеется, есть в обоих полушариях. В работе с числами в большей степени учествует область правой внутритеменной извилины. Любопытно, что у обезьян эта область в обоих полушариях состоит из нескольких зон, каждая из которых имеет отношение к восприятию пространства и операциям в пространстве: с пространственным вниманием, с планированием движений в околоперсональном пространстве, с картой пространства вообще. У человека кора внутритеменных извилин тоже сохранила эту функцию. Например, при ее повреждении возникает поражение пространственного внимания - одностороннее пространственное игнорирование (hemispatial neglect), когда человек перестает вопринимать все, что находится впространстве с одной стороны от середины тела. Причем у людей чаще встречается полное игнорирование левой части пространства при поражении правого полушария, чем игнорирование правой части при поражении левого. Объяснется это те, что правое полушарие в большей степени занято обработкой информации о пространстве, и делает это для обеих половин пространства, а в левом полушарии площади заняты под работу с языком, и места хватило только на правую сторону пространства, продублировать контроль за пространством с обеих сторон не получается, мозгов не хватает.

Предполагается, что области восприятия чисел и развились эволюционно из областей пространственного восприятия. Во всяком случае, это объясняяет и близкое расположение этих областей, и очень часто встречающуюся у людей синестезию, при которой числа или время воспринимаются в строго связи с пространством (time-number-space (TNS) synesthesia). Например, числа меньше десяти все слева, а больше десяти – справа, или они идут только снизу верх, или, допустим, зимние месяцы года снизу, летние сверху, и тому подобное. Предполагается, что эта синестезия вызвана частичным нерасхождением зон восприятия пространства и операций с числами. Интересно, что такая синестезия дает преимущества в выполнении некоторых задач, например, в пространственном вращении геометрических фигур или в простых вычислениях. Но только в том случае, если задачу можно решить удобным для синестетика способом. А если нельзя, то синестезия наборот ухудшает выполнение задачи. Например, если нужно сравнивать числа по принципу больше-меньше, то человек со стойкой привязкой чисел к пространственной шкале «ноль слева, большие числа справа» будет выдавать ответ очень быстро если в паре сравниваемых чисел большее расположено справа, но существенно медленнее если поставить их наоборот.

При поражении правой внутритеменной области может возникать акалькулия – полная неспособность воспринимать числа и производить вычисления. При проблемах с развитием этой области – дискалькулии - существенные затруднения при обучении даже самым простым арифметическим операциям вроде сложения или вычитания. По статистике, в той или иной степени дискалькулия есть примерно у 5% людей. При этом дискалькулия вообще не связана с общим поражением умственных способностей, человек может быть не просто нормален, но и талантлив в том, что не связано с числами. Также понятно, что дискалькулия жизни совсем не облегчает, и что-то с ней надо делать, чтобы эти пять процентов могли как-то адаптироваться к ужасной жизни, полной магазинов, номеров мобильных и счетов за электричество.

Одна из первых попыток повлиять на восприятие чисел – работа оксфордской группы Roi Cohen Kadosh, Sonja Soskic, Teresa Iuculano, Ryota Kanai, and Vincent Walsh. Они использовали технологию прямой стимуляции коры слабыми токами (transcranial direct current stimulation - TDCS). При этом на кожу головы устанавливается два электрода, через которые проходит слабый постоянный ток. В результате в коре под электродом меняется возбудимость нервных клеток. Причем в зависимости от полярности электрода это изменение будет разным: под анодом увеличивается способность нейронов к спонтанной выдаче импульса, а под катодом – наоборот, нейроны замолкают. Поэтому область под электродом можно стимулировать или заглушить в зависимости от того, как подается ток. При возбуждении области облегчается так называемая долговременная потенциация в синапсах – улучшение передачи сигнала от нейрона к нейрону, необходимое для формирования памятного следа. Понятно, что способ довльно грубый, типа мешком по голове, но, в конце концов, не то чтобы он был особенно грубее привычных методов психиатрии, когда по всей медиаторной системе таблеткой.

Экспериментаторы решили проверить, что будет, если стимулировать правую внутритеменную извилину на фоне обучения испытуемых распознаванию и сравнению «искусственных» чисел, когда привычные нам арабские цифры заменяются на совершенно новые знаки. Такая замена нужна, во-первых, чтобы не повредить в процессе уже существующую систему распознавания чисел, и, во-вторых, чтобы сымитировать процесс научения обращению с числами.

Электроды были установлены симметрично над внутритеменными извилинами правого и левого полушарий, а испытуемые были разделены на три группы: одной группе стимулировали правую внутритеменную извилину, другой ее заглушали, а третьей – чередовали тридцитисекундные интервалы стимуляции и контрстимуляции (контрольная группа). Обучение новой цифровой схеме на фоне стимуляций проводилось по 20 минут в течение 6 дней. Каждый день после стимуляции тестировалось владение этими числами в двух задачах. В «числовой задаче Струпа» (numerical Stroop task): на мониторе предъявляется две цифры, которые надо как можно быстрее сравнить и дать ответ, какая из них физически больше, то есть просто по размеру. При этом одна из них может быть больше другой еще и математически (например, 2 и 4), и тут есть три варианта пар: когда физические размеры и математическая разница совпадают (2, 4), когда физические размеры различаются, а математически числа равны (2 и 2), когда физическая разница не соответствует математической (2, 4). Интересен здесь именно последний случай, потому что показано, что у взрослых людей без дискалькулии время оценивания в этом случае существенно больше, чем когда физическая разница соответствует математической. То есть, у здоровых людей в процессе обучения образуется что-то типа функциональной синестезии, когда размер цифры трудно анализировать сам по себе, потому что мешает числовой смысл, который обычно важнее размера. При дискалькулии этот эффект отсутствует. Если учить человека новой системе цифр, то эффект Струпа начнет проявляться именно тогда, когда новые символы приобретут смысл настоящих цифр.
Второй тест – задача расположения чисел на шкале (number-to-space task): дается линейная шкала определенной длинны, и человек должен расположить произвольное число на этой шкале как можно ближе к его настоящей позиции исходя из длины шкалы. Опять же, взрослые здоровые люди со средним образованием успешно справляются с этой задачей, в то время как дети и представители племен без развитой арифметики располагают числа не линейно, а скорее псевдологарифмически, когда маленькие числа группируются кучкой на одном конце шкалы, а большие отстоят от маленьких гораздо дальше с противоположной стороны, чем нужно.

Эти тесты позволили оценить степень владения заученными новыми цифрами в зависимости от того, стимулировали правую внутритеменную извилину или подавляли. Оказалось, что стимуляция приводила к существенному улучшению способности оперировать цифрами по сравнению с контролем, и в то же время подавление этой области блокировало научение обращаться с цифрами, причем, как пишут авторы, у этой группы «уровень владения цифрами не превышал способностей шестилетнего ребенка». Способности оперировать обычными, привычными цифрами при этом у людей не изменились, то есть на уже приобретенные навыки этот метод не действует.
Но самым интересным эффектом является устойчивость этого воздействия. Когда через 6 месяцев было проведено повторное тестирование тех же людей, оказалось, что различия между группами сохранились. То есть, существует возможность усилить эффект обучения. Есть шанс, что это поможет детям с дискалькулией. А может, и в других случаях тоже, потому что стимулировать в процессе обучения можно не одну эту область.

_____________________________________________________________________________________________

Roi Cohen Kadosh, Sonja Soskic, Teresa Iuculano, Ryota Kanai, and Vincent Walsh
Modulating Neuronal Activity Produces Specific and Long-Lasting Changes in Numerical Competence
Current Biology, 2010

Roi Cohen Kadosh, Limor Gertner and Devin Blair Terhune
Exceptional Abilities in the Spatial Representation of Numbers and Time: Insights from Synesthesia
The Neuroscientist, 2011

Roi Cohen Kadosh
Dyscalculia
Current Biology, 2007

Roi Cohen Kadosh, Bahador Bahrami, Vincent Walsh, Brian Butterworth, Tudor Popescu and Cathy J. Price
Specialization in the human brain: the case of numbers
Frontiers in Human Neuroscience, 2011
Subscribe

  • (no subject)

    Хто здесь? Дамы с собачками

  • мозг после ковида

    В medRxiv появилась интересная статья об изменениях в мозге после ковида (полагаю, статью быстро опубликуют, ее просто выложили только 10 дней…

  • (no subject)

    Начальство ругает фильм "The Man Who Knew Infinity" про индийского математика Рамануджана. Причина - в фильме не отражена роль семьи…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 38 comments

  • (no subject)

    Хто здесь? Дамы с собачками

  • мозг после ковида

    В medRxiv появилась интересная статья об изменениях в мозге после ковида (полагаю, статью быстро опубликуют, ее просто выложили только 10 дней…

  • (no subject)

    Начальство ругает фильм "The Man Who Knew Infinity" про индийского математика Рамануджана. Причина - в фильме не отражена роль семьи…