科学者は神経伝達物質のレベルを測定することによって数学的能力を予測します

数学の能力はありますか？新しい研究は、2つの主要な神経伝達物質のレベルが人の数学的能力を予測できることを示しており、脳の化学が数学を容易に感じる人にとって役割を果たす可能性があることを示唆しています。

新しい研究には、6歳の学童から大学生までの255人の被験者が参加しました。この研究は、脳の可塑性と学習に役割を果たすことが知られている2つの神経伝達物質、グルタメートとガンマアミノ酪酸（GABA）に焦点を当てました。

以前の研究に基づいて、数学的能力に関連する脳の2つの領域、左頭頂間溝（IPS）と左中前頭回（MFG）に焦点が当てられました。

結果は著しく矛盾していました。最年少の被験者では、高いGABAレベルと低いIPSグルタメートレベルが一貫して高い数学スキルと関連していた。

しかし、高等大学のコホートでは、正反対のことが観察されました。低レベルのGABAと高レベルのグルタメートは、強力な数学的能力と関連しています。両方の神経伝達物質のMFGレベルは、数学のスキルとは関係ありません。

コホートは18か月間に2回テストされ、研究者はこれらの神経伝達物質レベルが将来の数学的能力を予測できるかどうかを確認できました。そして、神経伝達物質のレベルが1年半後に完了した数学のテストの成功を効果的に予測したので、それはうまくいきました。

この段階では、年長の学生と若い学生の脳化学におけるこれらの違いの理由は不明です。研究者らは、「GABAとグルタメートの濃度は、その認知機能の敏感な期間に応じて、特定の認知機能の可塑性を増加または制限する」と示唆しています。

したがって、高レベルのGABAは、脳の発達の重要な時期に幼児の数学的能力を向上させる可能性がありますが、同様の高レベルのGABAは、後年の同じ数学スキルを損なう可能性があります。

このプロジェクトに取り組んでいる研究者の1人であるロイ・カドシュは、この発達スイッチの発見は、青年期のある時点で発生する脳の可塑性の未知の変化を示していると言います。

「GABAとグルタメートの間のリンクにおける発達上のスイッチの発見と学業成績は、可塑性の一般的な未知の原理を強調しています」とロイ・カドシュは言います。 「より狭い発達段階に焦点を合わせた人間または動物での以前の研究とは異なり、私たちの横断縦断研究は、可塑性と覚醒および異なる段階での脳の抑制との関係が一定である可能性が低いことを示唆しています。」

同じグループによる別の最近の研究では、14歳から18歳までの子供における中前頭回（MFG）のGABAレベルを具体的に調べました。この研究は、MFGレベルが生徒が数学で成功するかどうかを効果的に予測できることを示しました。

さらなる研究では、特定の学習活動が、数学にあまり興味のない子供たちが脳のこれらの領域を必要な発達訓練を受け続けるのに役立つかどうかを調査します。

「すべてのティーンエイジャーが数学を好むわけではないので、数学と同じ脳の領域を含む、学習論理や推論などの可能な代替案を探る必要があります」とロイ・カドシュは言います。

新しい研究は、ジャーナルPLOSBiologyに掲載されました。

著者: Vitalii Babkin