Исследователи из Высшей школы экономики провели метаанализ, в котором собрали данные 17 нейровизуализационных исследований рабочей памяти у детей. Данные показывают соответствие лобно-теменных областей, признанных за их роль в рабочей памяти, а также областей, которые обычно не выделяются как часть сети рабочей памяти, например островка. Исследование под названием "N-back Задание на рабочую память: метаанализ нормативных исследований фМРТ с детьми," опубликовано в журнале «Развитие ребенка».
Под рабочей памятью понимается система, которая функционирует при выполнении сложных задач, таких как рассуждение, понимание и обучение. Например, в рабочей памяти можно сохранить список покупок или номер телефона, или подсчитать, сколько времени потребуется, чтобы куда-то добраться. Как известно, рабочая память увеличивается с возрастом. Например, 11-летнему ребенку легче усвоить более сложные понятия, такие как десятичные дроби и дроби, в классе математики, чем 7-летнему, поскольку рабочая память у 11-летнего ребенка больше.
Предыдущие нейровизуализационные исследования взрослых выявили области мозга, которые активируются, когда задействована рабочая память человека; однако данные о детях были неясными. В этом конкретном проекте ученые провели метаанализ данных 17 различных исследований нейровизуализации рабочей памяти, проведенных с детьми. В совокупности в ходе исследований были изучены реакции мозга 260 детей в возрасте от 6 до 15 лет.
Детей попросили сыграть в познавательную игру под названием n-back task, которая, вероятно, является самым популярным показателем рабочей памяти. Субъекты определяют, является ли изображение, на которое они смотрят, такое же или отличается от изображения “n” раз назад; по мере увеличения числа n сложность увеличивается. Пока дети играют в игру, ученые используют функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для получения изображений мозга. Глядя на изображения, ученые видят, где текла кровь в определенные моменты времени, например, когда ребенок играл на легком или сложном уровне игры.
Закари Япле, доктор философии.D. кандидат и Мари Арсалиду, доцент НИУ ВШЭ, оценили данные 17 исследований, используя оценку вероятности активации. Усреднив результаты по возрастным группам, исследователи обнаружили, что у детей задействованы задние отделы мозга так же, как и у взрослых. Этого и следовало ожидать, так как задняя теменная кора обрабатывает визуально-пространственные аспекты стимулов. С другой стороны, решение проблем и процессы внимания более высокого порядка активируют префронтальную кору, которая расположена в передней части мозга. Интересно, что в разных исследованиях в префронтальной коре не наблюдалось никакого согласия. Этот результат был неожиданным из-за того, что в каждом отдельном исследовании сообщалось об активности префронтальной коры, хотя и не всегда в одном и том же месте. Ученые из НИУ ВШЭ пришли к выводу, что усреднение данных по широкому возрастному диапазону, как это часто делается в нейробиологии развития, приводит к потере информации.
"Это важный вывод для будущих исследований," сказала Мари Арсалиду. "Чтобы зафиксировать изменения в рабочей памяти по мере взросления детей, ученым следует изучить более узкие возрастные группы. Усреднение данных стирает важную информацию." Она подчеркнула необходимость проведения подобного метаанализа, чтобы лучше понять тот массив данных, который сейчас доступен исследователям по всему миру.
Ученые НИУ ВШЭ также выявили активность в регионах, которые обычно не выделяются как часть сети рабочей памяти, таких как островок. Эта часть мозга обычно связана с эмоциями или регуляцией гомеостаза тела. Островок расположен глубже в головном мозге, между лобной и височной долями мозга, и это открытие проливает немного больше света на его сложную роль.
Прежде всего, исследования в области когнитивной нейробиологии развития могут изменить то, как мы думаем о том, как мы учимся. "Это важно для образования и, в дальнейшем, для позитивных шагов в государственной политике," объяснила Мари Арсалиду. "Возможно, однажды мы рассмотрим, как развивается мозг и как мы можем использовать это, чтобы сделать обучение более эффективным в этот критический возраст. Понимая основы развития мозга у детей, мы можем создавать мероприятия или программы, которые улучшат их учебный опыт."