Forskare tappade elevernas hjärnor med elektricitet för att förbättra deras matematikinlärning
Omöjliga elektriska signaler som levereras till hjärnan kan förbättra högskolestudenternas matematikfärdigheter, har en ny studie funnit.
Forskarna säger att tekniken inte är långt ifrån redo för hemma-användning-även om en expert betonade att mer forskning behövs.
I den nya studien rekryterade forskarna 72 studenter från University of Oxford. Forskarna bedömde de frivilliga ’ matematik Förtjänst med tester innan de delade eleverna i tre undergrupper med matchade förmågor, vilket innebär att varje grupp hade en blandning av människor med svagare och starkare matematiska färdigheter.
För experimentet hade individer i varje grupp elektroder placerade på sina hårbotten som kunde leverera milda elektriska signaler till hjärnan. Två av grupperna fick stimulering till antingen den dorsolaterala prefrontala cortex (DLPFC) eller den bakre parietal cortex (PPC) – hjärnområden kopplade till matematikförmåga i tidigare forskning. Den tredje gruppen fick en skamstimulering.
Teamet använde sedan transkraniell slumpmässig brusstimulering (TRN), som bara är en av många typer av icke-invasiv hjärnstimulering men är känd för att vara bekvämare än andra alternativ. Strömmen som passerar genom hårbotten är mycket låg.
”De flesta människor känner inte om de är stimulerade eller inte,” sade äldre författare ROI Cohen Kadoshen neurovetenskapsman vid University of Surrey. Varje deltagare i de behandlade grupperna fick 150 minuters stimulering, i kombination med matematiska tester, under fem dagars testning.
Släkt: Elektriska zaps kan ”väcka” förlorade neurala förbindelser och hjälpa förlamade människor att gå igen
Testerna bedömde elevernas beräkningsförmåga och ”borrinlärning.” Beräkningsinlärning kräver befintlig matematisk förmåga och utmanar deltagarna att utarbeta svaret på ett presenterat problem. Borrinlärning kräver däremot ingen matematisk förmåga och ber istället användare att memorera en serie presenterade ekvationer.
Baserat på tidigare forskning ansåg författarna att DLPFC-stimulering skulle förbättra beräkningsinlärningen, eftersom detta område är förknippat med att lära sig nya färdigheter och hög nivå kognition. De trodde att stimulering av PPC under tiden, som hanterar återvinning av redan lärda färdigheter, kan förbättra borrinlärningen. I studien fann de att DLPFC -stimulering verkligen var bunden till förbättrad beräkningsförmåga men PPC -stimulering förbättrade inte borrinlärningen.
Innan testningen började hade teamet mätt anslutningen till deras deltagares frontala och parietal lober, som hittades framtill och på toppen av hjärnan. Dessa två lober är platserna för DLPFC respektive PPC och aktiveras tillsammans under matematikinlärning. Teamet ansåg att det att ha starkare förbindelser mellan de två lobarna skulle vara kopplade till starkare beräkningsinlärning. Detta bärs av uppgifterna: Vid baslinjen observerade teamet en starkare anslutning hos deltagare med bättre beräkningsförmågor.
Personer med svagare anslutning som var i skamstimuleringsgruppen hade svårare tid att ta sig till beräkningsproblemen än de med starkare anslutning i samma grupp. Men individer med svaga anslutningar som hade sin DLPFC -stimulerad visade de största förbättringarna i sina poäng.
I synnerhet, En tidigare, liten studie Teamet genomförde med en kohort av matematikprofessorer visade att stimulering faktiskt förvärrade proffsens prestanda på matematiska test. Detta antyder att de som redan har hög matematikförmåga bör undvika stimulering.
”Det är ett optimalt system,” sade Kadosh om matematikprofessorens hjärnor. ”Du går in i nytt brus i det, det kommer att orsaka en skadlig effekt.”
Kadosh är grundare av Cognite Neurotechnology, ett hjärnstimuleringsföretag och är optimistiskt när det gäller att rulla ut tekniken till allmänheten. Kadosh sa att människor på universitet, arbetsplatser och utbildningscentra alla kunde dra nytta av det. Han tillade att han var intresserad av att utöka tekniken till personer med inlärningssvårigheter och neuroutvecklingsstörningar som uppmärksamhetsunderskott/hyperaktivitetsstörning (ADHD).
Under tiden, Sung Joo Kimen psykolog vid Binghamton University som inte var involverad i forskningen, konstaterade att även om liknande stimuleringsanordningar redan har rensats för hemma-användning, analyserar analyser som tittar på hur väl de arbetar har gjort det klart att mer forskning behövs.
Kim tillade att sådana enheter kan behöva anpassas till enskilda användare för att reflektera skillnader i deras hjärnformer. ”När du riktar dig till att stimulera vissa hjärnregioner kanske det inte nödvändigtvis fungerar så bra om du verkligen överväger hjärnans anatomiska struktur för enskilda människor,” sade hon.
Kadosh sa också att alla konsumentenheter som bärs av forskningen måste förankras till fasta bevis, och han hävdade att många befintliga konsumenthjärnstimuleringsenheter har liten vetenskaplig grund. ”Vi måste visa att vi kan använda den här tekniken hemma,” sade han.
Hjärnquiz: Testa din kunskap om det mest komplexa organet i kroppen
