Ученые выяснили, от чего зависят математические способности у детей
Немецкие нейробиологи изучили связь между вариациями определенных генов, объемом коры головного мозга и математическими способностями у детей. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Biology.
Известно, что математические способности передаются по наследству и связаны с несколькими генами, экспрессирующими белки в мозге. Но до сих пор было неясно, как эти гены влияют на развитие мозга, и насколько их вариации критичны для проявления способностей к математике в раннем возрасте.
Чтобы восполнить этот пробел, ученые из Института когнитивных исследований человека и мозга Макса Планка под руководством нейропсихолога Майкла Скейде (Michael Skeide) вместе с коллегами из Лейпцигского университета и Галле-Виттенбергского университета имени Мартина Лютера провели исследование объема коры головного мозга у детей дошкольного возраста, чтобы спрогнозировать их способности к математике в младших классах школы, а затем проверили свои прогнозы на практике.
Изначально в исследовании участвовали 178 обычных детей от трех до шести лет, не имеющих специальной математической подготовки. Затем, через несколько лет ученые сравнили полученные данные с результатами тестов по математике, когда этим детям было уже от семи до девяти лет.
Ученые использовали методы генотипирования и визуализации головного мозга с помощью магнитно-резонансной томографии. Они проанализировали 18 генетических вариантов однонуклеотидных полиморфизмов, влияющих на блок ДНК, включающий десять генов, которые предыдущими исследованиями были признаны ответственными за математические способности у детей.
Затем они изучили взаимосвязь между этими вариантами и объемом серого вещества, состоящего из тел нервных клеток, в мозге детей. И, наконец, определили области мозга, в которых объем серого вещества коррелировал с результатами тестов по математике.
Ученые обнаружили, что ген ROBO1 регулирует пренатальный рост самого внешнего слоя нервной ткани в головном мозге и объем серого вещества в правой теменной коре — области мозга, которая играет ключевую роль в формировании представления о количестве и развитие системы обработки данных.
Исследователи установили, что анатомические различия, определяемые этим геном, формируются в самом раннем возрасте, а к семи-девяти годам уже явно проявляются в тестах по математике, а также то, что фундаментальный генетический компонент системы обработки количественных данных связан с ранним развитием теменной коры.
Авторы считают, что, изучив генетические вариации ROBO1 и объем правой теменной коры у маленьких детей, можно достаточно точно прогнозировать их математические способности в будущем.