Imbasan Otak Menunjukkan Bagaimana Otak Kanak-kanak Berubah Dengan Pembelajaran

Teknologi baru membolehkan para saintis kognitif untuk melihat bagaimana otak anak berubah ketika mereka belajar membaca dan melakukan matematik. Khususnya, penggunaan pencitraan otak yang baru memungkinkan para saintis untuk mengamati cara kerja otak otak ketika seorang kanak-kanak atau orang dewasa menonton "Sesame Street."

Penggunaan pengimejan otak ini semasa aktiviti seharian membuka pintu untuk mempelajari proses pemikiran lain dalam suasana naturalistik dan suatu hari nanti dapat membantu mendiagnosis dan merawat masalah pembelajaran.

Para saintis mengatakan mereka kini mulai menggunakan pencitraan otak untuk memahami bagaimana manusia memproses pemikiran semasa pengalaman dalam kehidupan nyata.

Sebagai contoh, para penyelidik telah membandingkan imbasan orang dewasa yang menonton filem yang menghiburkan untuk melihat apakah tindak balas saraf serupa di antara individu yang berbeza.

"Tetapi ini adalah kajian pertama yang menggunakan metode ini sebagai alat untuk memahami perkembangan," kata penulis utama Jessica Cantlon, Ph.D., seorang saintis kognitif di University of Rochester.

Pakar berharap bahawa pemahaman yang lebih baik mengenai perkembangan otak dapat membantu para saintis menentukan penyebab ketidakupayaan pembelajaran.

"Ahli psikologi mempunyai ujian tingkah laku untuk berusaha untuk mendapatkan kelemahan pembelajaran, tetapi kajian pencitraan baru ini memberikan sumber maklumat yang sepenuhnya bebas mengenai pembelajaran anak berdasarkan apa yang berlaku di otak," kata Cantlon.

Penemuan neuroimaging diperincikan dalam kajian baru yang diterbitkan oleh jurnal akses terbuka Perpustakaan Sains PLoS Biology.

Untuk siasatan, 27 kanak-kanak berusia antara 4 hingga 11 tahun, dan 20 orang dewasa menonton video "Sesame Street" 20 minit yang sama. Seperti program biasa, rakaman itu menampilkan pelbagai klip pendek yang difokuskan pada angka, kata, bentuk, dan subjek lain. Anak-anak kemudian mengambil ujian IQ standard untuk kemampuan matematik dan lisan.

Untuk menangkap tindak balas neural terhadap pertunjukan itu, para penyelidik beralih ke imbasan magnetik resonans fungsional (fMRI). Tidak seperti sinar-X, imbasan CAT, dan jenis pencitraan otak yang lain, fMRI tidak melibatkan risiko, suntikan, pembedahan atau pendedahan kepada radiasi.

Dengan menggunakan medan magnet, imbasan hampir membahagi otak menjadi grid tiga dimensi sekitar 40,000 piksel, yang dikenal sebagai vokal, dan mengukur intensiti isyarat saraf di setiap sektor kecil itu.

Kajian ini menghasilkan 609 imbasan setiap peserta, satu setiap dua saat, ketika mereka menyaksikan Big Bird, Count, Elmo dan bintang-bintang lain dalam siri pendidikan. Dengan menggunakan algoritma statistik, para penyelidik kemudian membuat "peta neural" proses pemikiran untuk kanak-kanak dan orang dewasa dan membandingkan kumpulannya.

Keputusan? Kanak-kanak yang peta sarafnya lebih menyerupai peta saraf orang dewasa mendapat skor lebih tinggi pada ujian matematik dan lisan yang standard. Dengan kata lain, struktur saraf otak, seperti bahagian badan yang lain, berkembang di sepanjang jalan yang dapat diramalkan ketika kita dewasa.

Kajian ini juga mengesahkan di mana di dalam otak kebolehan berkembang ini berada. Untuk tugas lisan, corak neural seperti orang dewasa di kawasan Broca, yang terlibat dalam pertuturan dan bahasa, meramalkan skor ujian verbal lebih tinggi pada kanak-kanak. Untuk matematik, skor yang lebih baik dikaitkan dengan corak yang lebih matang di intraparietal sulcus (IPS), kawasan otak yang diketahui terlibat dalam pemprosesan nombor.

Menggunakan aktiviti biasa, seperti menonton TV, dapat memberikan petunjuk yang lebih tepat mengenai pembelajaran dan perkembangan otak anak-anak di dunia nyata daripada tugas pendek dan sederhana yang biasa dilakukan oleh kajian fMRI, kata penulis. Seperti video "Sesame Street", persekitaran pembelajaran di sekolah kaya dengan kerumitan bersama dengan pelajaran akademik, tulis penulis.

Untuk menguji anggapan itu, Cantlon dan Li meminta anak-anak melakukan tugas fMRI tradisional dengan memadankan gambar wajah, angka, kata, atau bentuk yang mudah. Semasa aktiviti yang lebih terhad ini dengan gambar sederhana, tindak balas neural anak-anak tidak meramalkan skor ujian mereka, tidak seperti tugas yang lebih naturalis untuk menonton "Sesame Street."

Walaupun kajian itu tidak menganjurkan menonton TV, ini menunjukkan bahawa "corak saraf semasa melakukan aktiviti seharian seperti menonton televisyen berkaitan dengan kematangan intelektual seseorang," kata Cantlon.

"Bukannya masalah jika anda meletakkan anak di depan program TV pendidikan bahawa tidak ada yang terjadi - otak hanya seperti zon. Sebaliknya, apa yang kita lihat ialah corak aktiviti saraf yang ditunjukkan oleh kanak-kanak sangat bermakna dan berkaitan dengan kemampuan intelektual mereka. "

Sumber: Universiti Rochester