• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Нейрокогнитивные корреляты математического мышления у детей

Приоритетные направления развития: гуманитарные науки
2020
Руководитель: Арсалиду Мари

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.

Публикации по проекту:


Arsalidou M. The Constructive Operators of the Working Mind: A Developmental Account of Mental-Attentional Capacity // Российский журнал когнитивной науки. 2019. Vol. 6. No. 2. P. 44-55. doi
Arsalidou M., Vijayarajah S., Sharaev M. Basal ganglia lateralization in different types of reward // Brain Imaging and Behavior. 2020. Vol. 14. P. 2618-2646. doi
Асланов И. А., Sudorgina Y., Kotov A. A. Влияние категориального имени и метафоры на оценку характеристик психического расстройства // Клиническая и специальная психология. 2020. Vol. 9. No. 3. P. 48-61. doi
Котов А. А., Асланов И. А. Влияние метафорического фрейминга на оценку суждений о примере категории // Психологические исследования: электронный научный журнал. 2020. Т. 13. № 72. C. 3-. 
Асланов И. А., Котов А. А. Влияние метафорического фрейминга на оценку суждений о примере категории // Психологические исследования: электронный научный журнал. 2020. Т. 13. № 72. 
Arsalidou M., Faber A., Charkhabi M., Khalezov E., Liashenko A. Is cognitive school engagement a better predictor of school performance? Findings from Russian students and teachers, in: PSY-ВЫШКА Сборник материалов Международной научной конференции.: Российский новый университет, 2020. С. 305-306. 
Арсалиду М., Чадова И. Н., Куликова С. П., Матюлько И. С. Корреляты структурных характеристик белого вещества с уровнем внимания, in: XVI Международный междисциплинарный Конгресс "Нейронаука для медицины и психологии". Судак, Крым. Россия.. Москва : ООО «Макс Пресс», 2020. С. 503-503. 
Faber A., Matiulko I., Arsalidou M. fMRI Correlates of Mental Attentional Capacity in Children: Data from Moscow Schools, in: The Interregional Association for Cognitive Studies., 2020. С. 1-3. 
Faber A., Arsalidou M. Functional MRI study of working memory development in school-aged children, in: Творчество в современном мире: человек, общество, технологии: Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Я.А. Пономарева.: Институт психологии РАН, 2020. С. 139-139.