Цель работы
Математические способности улучшаются в ходе взросления и могут сильно отличаться от человека к человеку. Эти способности частично связаны с качеством обучения и возможностью учиться, однако они также полагаются на ключевые когнитивные способности и состояния психики, такие как ментальное внимание и мотивацию. Под ментальным вниманием мы понимаем развивающийся компонент рабочей памяти, а под мотивацией – основной компонент обработки награды в принятии решений. Наша лаборатория занимается изучением нейробиологических коррелятов ключевых способностей, связанных с высшими когнитивными процессами, такими как ментальное внимание, принятие решений и научение у детей и взрослых. Чтобы найти ответы на интересные исследовательские вопросы мы продвигаем коллаборации с российскими и международными лабораториями. Мы получили гранты от Российского научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований и Совета исследований в области естественных наук и инженерии Канады.
Используемые методы
В наших исследованиях мы используем поведенческие методы, а также окулографию, методы нейрофизуализации и метааналитические методы, чтобы найти ответы на новые вопросы и проверить на прочность инновационные идеи. Мы приглашаем детей (4-16 лет) и взрослых к участию в наших исследованиях как в лаборатории, так и в онлайн формате. В поведенческих исследованиях участникам нужно играть в сложные когнитивные игры, включающие различные виды стимулов, такие как фигуры, числа, цвета и буквы. Так в математических играх участникам необходимо решать арифметические примеры с простыми операциями (т.е. сложение, вычитание, умножение и деление) разного уровня сложности. Эти игры можно проводить как в лаборатории, так и онлайн, и мы фиксируем такие показатели как точность выполнения (т.е. число правильных ответов) и время реакции (т.е. как быстро был дан ответ). Окулографические исследования проводятся в лаборатории. В ходе окулографического исследования мы просим участников проходить когнитивные игры, в то время как движения их глаз регистрируются и записываются с помощью айтрекера Eye-Link, Portable Duo с частотой записи 1000 Гц. Вдобавок к точности и времени реакции этот метод позволяет записывать множество параметров, связанных с движениями глаз, таких как саккады, фиксации, частота моргания и ширина зрачка. Исследования с использованием магнитно-резонансной томографии (МРТ) проводятся с помощью сканнера 3T Philips с 32-канальной катушкой.
Эмпирическая база исследования
Эмпирические основания исследования: Наши основные проекты основаны на общей теории когнитивного развития (Pascual-Leone, 1970; Arsalidou et al., 2019) и эмпирических нейрофункциональных моделях математического познания у детей (Arsalidou et al., 2018) и взрослых (Arsalidou & Taylor, 2011), а также на существующих эмпирических исследованиях обработки награды (Sescousse et al., 2013; Arsalidou et al., 2013). Знания, полученные из прошлых теоретических и эмпирических трудов, были использованы для формирования новых направлений в изучении типических и атипических мозговых коррелятов когнитивных процессов у детей, подростков и взрослых. Эта работа привела к трем публикациям в международных рецензируемых журналах уровня Q1 и 3 публикациям в российских рецензируемых журналах. Результаты нескольких проектов, основанных на принципах гемодинамики (Aaslid et al, 2013) и окулографии (Mackworth et al., 2006), также находятся на рассмотрении в рецензируемых журналах.
Результаты работы
Наши результаты показывают, что детство и подростковый возраст связаны с динамическими поведенческими, нейрофункциональными и нейроанатомическими изменениями. Так следует подчеркнуть, что зоны мозга, ответственных за процессы принятия решений, претерпевают значительную функциональную реорганизацию в ходе взросления: тогда как дети активируют подкорковые структуры, такие как базальные ганглии и островковая кора, подростки также задействуют регионы префронтальной коры. Динамическая функциональная латерализация базальных ганглий также показывает, что принятие решений, связанных с различными типами награды активирует различные участки, связанные с обработкой награды. Мы также обнаружили, что атипичное развитие связано с изменениями в функциональной репрезентации задач, требующих высших когнитивных процессов, таких как рабочая память. Кроеме того, мы изучали влияние языка на когнитивные процессы у детей и взрослых (Жердева, Котов, 2020). Мы обнаружили, что в возрасте от 8 до 9 лет названия объектов и их частей улучшают категоризацию и категоризацию обучения. Мы также сравнили различные лингвистические формы по их влиянию на когнитивные процессы (Асланов и др., 2020). Использование названий категорий, в отличие от метафор, оказывает значительно большее влияние на понимание и оценку категориальных суждений.
Степень внедрения, рекомендации по внедрению или итоги внедрения результатов НИР
Наши открытия обладают большим потенциалом в развитии теории и практическом применении. С точки зрения теории наши исследования вносят вклад в теории когнитивной науки, в частности теории когнитивного развития. Результаты наших исследований применимы в образовательной и клинической сфере. И наконец, мы создаем знания, важные для родителей, педагогов и клинических психологов.