Рішення хитромудрої математичної задачі може привести ваш мозок в той стан, коли «голова йде обертом». Тому вчені багато років билися над тим, щоб детально розшифрувати розумову діяльність в момент, коли мозок успішно проходить інтервал від «Що ви сказали?» (Постановки задачі) до «Ага, ясно!» (Її рішення).
Використовуючи інноваційну технологію аналізу сканованих зображень мозкової активності, дослідники відкрили 4 короткострокових стадії творчого мислення, з яких складається процес вирішення математичної задачі. У статті, опублікованій в виданні Psychological Science, команда вчених під керівництвом Джона Р. Андерсона (John R. Anderson), професора фізіології і комп'ютерних наук в Університеті Карнегі-Меллона, відтворила процес переходу головного мозку від розуміння проблеми до її вирішення (включаючи тривалість кожної стадії).
У процесі аналізу зображень вдалося виявити 4 наступних стадії:
- кодування (завантаження);
- планування (розробка стратегії);
- рішення (щодо математичної задачі);
- видача результату (друк відповіді).
Доктор Андерсон, який працював над звітом з даного дослідження спільно з колегами по університету Ерін Пайк (Aryn A. Pyke) і Йоном Фінчемом (Jon M. Fincham), зазначив, що дуже задоволений отриманими результатами і вважає ці результати максимально точними з урахуванням гранично допустимих можливостей сучасної медичної апаратури.
Як проводилося це дослідження
Щоб зафіксувати короткочасну розумову діяльність, команда спочатку навчила 80 чоловіків і жінок інтерпретації математичних символів і рівнянь, які вони раніше ніколи не бачили. В основі лежали нескладні математичні завдань - в основному це були операції додавання і віднімання, проте звернення з тільки що вивченими символами вимагало деякого розумового напруження. Потім дослідники змінили завдання з метою ускладнити специфічні стадії процесу мислення - і це збільшувало тривалість стадії планування.
Вчені використовували 2 методики аналізу результатів магнітно-резонансної томографії (МРТ) для цілеспрямованого відбору інформації про те, що відбувається в мозку кожного з учасників. Одна методика відстежувала структуру роботи нейронів в процесі вирішення кожного завдання; інша визначала значний зсув від одного типу розумового стану до іншого.
Кожен із суб'єктів вирішив 88 завдань, і команда вчених проаналізувала МРТ-зображення тих учасників, яким вдалося успішно вирішити поставлені завдання.
МРТ голови під час 4 стадій рішення задачі. Джерело: Університет Карнегі-Меллона
Аналіз показав: 4 окремих стадії в залежності від проблеми відрізнялися за тривалістю на секунду і більше. Наприклад, планування забирало більше часу, ніж інші стадії, якщо був потрібний мудрий алгоритм рішення. Аналогічні стадії мозкової діяльності ймовірно актуальні при вирішенні більшості творчих завдань, як математичних. Однак розуміння того, як все це відбувається в нервових клітинах мозку, має допомогти в розробці навчальних програм, особливо з математики, вважають автори дослідження:
«Ми не знаємо точно, що саме відбувається в голові студента в процесі вирішення завдань, - зазначив доктор Андерсон, чия лабораторія розробляє ПО для виконання математичних операцій. - Отримання чіткого розуміння цього допоможе нам розробити більш якісні інструкції. Я думаю, що наше дослідження - важливий крок у даному напрямку ».
Про інших сучасних медичних дослідженнях читайте в статтях:
джерело: The New York Times
