Zbadaniem związku między zdolnościami matematycznymi a neuroprzekaźnikami w mózgu zajął się zespół naukowców z Uniwersytetu Oksfordzkiego, kierowany przez Roia Cohena Kadosha i George'a Zacharopoulosa. Wyniki pokazały, że poziom dwóch najważniejszych neuroprzekaźników – GABA i kwasu glutaminowego – pozwala przewidywać zdolności matematyczne danej osoby.

Co więcej – odkryto, że relacje między tymi dwiema substancjami, a także poziom umiejętności arytmetycznych, zmieniają się, gdy dzieci dorastają i wchodzą w dorosłość.

Neuroprzekaźniki kluczowe przy uczeniu się

Neuroprzekaźniki to nic innego jak cząsteczki chemiczne, które umożliwiają przekazywanie sygnałów pomiędzy komórkami nerwowymi. Innymi słowy: pozwalają naszym komórkom nerwowym „komunikować się” ze sobą.

W omawianym badaniu pod lupę wzięto dwa z nich. Pierwszy to GABA – kwas gamma-aminomasłowy. To jeden z najważniejszych neuroprzekaźników hamujących, odpowiadający m.in. za zmniejszanie pobudliwości komórek nerwowych oraz relaksację komórek mięśniowych.

Drugi to kwas glutaminowy – najważniejszy w naszym układzie nerwowym neuroprzekaźnik pobudzający. Wcześniejsze badania pokazały, że jego aktywność znacząco wpływa m.in. na procesy uczenia się i zapamiętywania.

Zdolności matematyczne zapisane w mózgu

Badanie opublikowane w PLOS Biology pozwoliło potwierdzić, że badane neuroprzekaźniki pełnią uzupełniające się role – GABA hamuje neurony, podczas gdy kwas glutaminowy czyni je bardziej aktywnymi – i są niezwykle istotne w procesie uczenia się. Jednak tym, co zaskoczyło naukowców były zmiany w poziomie i funkcjonalności neuroprzekaźników, jakie zachodziły u badanych wraz z wiekiem.

Na potrzeby badania naukowcy zwerbowali 255 osób – od sześciolatków po studentów. Następnie u każdego zmierzyli poziom GABA i kwasu glutaminowego w bruździe śródciemieniowej mózgu. Potem uczestnicy przystąpili do dwóch testów matematycznych. Badania powtórzono po półtora roku, aby zweryfikować wyniki.

Naukowcy odkryli, że wyniki uzyskane przez badanych w zadaniach arytmetycznych były skorelowane z odnotowanymi u nich poziomami GABA i kwasu glutaminowego.

U dorosłych odwrotnie niż u dzieci

Wyniki pokazały, że wśród młodych ludzi wyższe poziomy GABA wiązały się z lepszymi zdolnościami matematycznymi, podczas gdy w przypadku kwasu glutaminowego było odwrotnie – im wyższy poziom, tym gorsze wyniki. 

Z kolei w grupie dorosłych odnotowano wyniki... niemal dokładnie odwrotne! W tej grupie wyższe poziomy kwasu glutaminowego były powiązane z lepszymi rezultatami testów, a wyższe stężenie GABA – ze słabszymi.

Choć nie wiadomo, dlaczego i kiedy dokładnie zmienia się to, który neuroprzekaźnik jest decydujący dla naszych zdolności matematycznych, oksfordzki eksperyment jest istotnym potwierdzeniem niesłychanej plastyczności ludzkiego mózgu.

Jest też jednym z nielicznych badań, które rolę neuroprzekaźników w uczeniu się sprawdza na ludziach. Większość wcześniejszych badań prowadzono na gryzoniach, co w oczywisty sposób utrudniało zrozumienie rzeczywistego znaczenia neuroprzekaźników w naszym mózgu.

 

Źródło: PLOS Biology.