Le scansioni cerebrali mostrano come il cervello dei bambini cambia con l'apprendimento
Questo uso dell'imaging cerebrale durante le attività quotidiane apre la porta allo studio di altri processi di pensiero in contesti naturalistici e un giorno potrebbe aiutare a diagnosticare e trattare le difficoltà di apprendimento.
Gli scienziati affermano che ora stanno iniziando a utilizzare l'imaging del cervello per capire come gli esseri umani elaborano il pensiero durante le esperienze di vita reale.
Ad esempio, i ricercatori hanno confrontato le scansioni di adulti che guardano un film divertente per vedere se le risposte neurali sono simili tra individui diversi.
"Ma questo è il primo studio a utilizzare il metodo come strumento per comprendere lo sviluppo", ha detto l'autore principale Jessica Cantlon, Ph.D., uno scienziato cognitivo presso l'Università di Rochester.
Gli esperti sperano che una migliore comprensione dello sviluppo del cervello possa aiutare gli scienziati a determinare la causa delle difficoltà di apprendimento.
"Gli psicologi hanno test comportamentali per cercare di andare in fondo ai disturbi dell'apprendimento, ma questi nuovi studi di imaging forniscono una fonte totalmente indipendente di informazioni sull'apprendimento dei bambini in base a ciò che sta accadendo nel cervello", ha detto Cantlon.
I risultati della neuroimaging sono descritti in dettaglio in un nuovo studio pubblicato dalla rivista ad accesso libero della Public Library of Science PLoS Biology.
Per l'indagine, 27 bambini di età compresa tra i 4 e gli 11 anni e 20 adulti hanno guardato lo stesso video di 20 minuti “Sesame Street”. Come il programma normale, la registrazione presentava una serie di brevi clip incentrati su numeri, parole, forme e altri argomenti. I bambini hanno quindi svolto test del QI standardizzati per la matematica e l'abilità verbale.
Per catturare la risposta neurale allo spettacolo, i ricercatori si sono rivolti alle scansioni di risonanza magnetica funzionale (fMRI). A differenza dei raggi X, delle scansioni TAC e di altri tipi di imaging cerebrale, la fMRI non comporta rischi, iniezioni, interventi chirurgici o esposizione a radiazioni.
Utilizzando i campi magnetici, le scansioni segmentano virtualmente il cervello in una griglia tridimensionale di circa 40.000 pixel, nota come voxel, e misurano l'intensità del segnale neurale in ciascuno di quei minuscoli settori.
Lo studio ha prodotto 609 scansioni di ogni partecipante, una ogni due secondi, mentre guardavano Big Bird, il Conte, Elmo e altre star della serie educativa. Utilizzando algoritmi statistici, i ricercatori hanno quindi creato "mappe neurali" dei processi di pensiero per i bambini e gli adulti e hanno confrontato i gruppi.
Il risultato? I bambini le cui mappe neurali somigliavano più da vicino alle mappe neurali degli adulti hanno ottenuto punteggi più alti nei test matematici e verbali standardizzati. In altre parole, la struttura neurale del cervello, come altre parti del corpo, si sviluppa lungo percorsi prevedibili man mano che maturiamo.
Lo studio ha anche confermato dove si trovano queste capacità in via di sviluppo nel cervello. Per i compiti verbali, i modelli neurali di tipo adulto nell'area di Broca, che è coinvolta nel linguaggio e nel linguaggio, hanno predetto punteggi più alti nei test verbali nei bambini. Per la matematica, punteggi migliori sono stati collegati a modelli più maturi nel solco intraparietale (IPS), una regione del cervello nota per essere coinvolta nell'elaborazione dei numeri.
L'utilizzo di attività normali, come guardare la TV, può fornire un indicatore più accurato dell'apprendimento e dello sviluppo cerebrale dei bambini nel mondo reale rispetto ai compiti brevi e semplici tipici degli studi fMRI, sostengono gli autori. Come il video “Sesame Street”, gli ambienti di apprendimento nelle scuole sono ricchi di complessità insieme alle lezioni accademiche, scrivono gli autori.
Per verificare questa ipotesi, Cantlon e Li hanno fatto eseguire ai bambini le tradizionali attività di risonanza magnetica abbinando semplici immagini di volti, numeri, parole o forme. Durante queste attività più limitate con immagini semplici, le risposte neurali dei bambini non prevedevano i punteggi dei test, a differenza del compito più naturalistico di guardare "Sesame Street".
Anche se lo studio non sostiene la visione della TV, mostra che "i modelli neurali durante un'attività quotidiana come guardare la televisione sono legati alla maturità intellettuale di una persona", ha detto Cantlon.
"Non è il caso che se metti un bambino davanti a un programma televisivo educativo che non sta succedendo nulla, che il cervello si limita a escludere. Invece, ciò che vediamo è che i modelli di attività neurale mostrati dai bambini sono significativi e correlati alle loro capacità intellettuali ".
Fonte: University of Rochester
