Aivosolusi haarautuvat ja muodostavat uusia yhteyksiä, kun harjoitat aivojasi. Samalla jo olemassa olevat yhteydet vahvistuvat.
Suunnitelmallisella harjoittelulla voit itse vaikuttaa siihen, mitä aivojen alueita haluat virkistää ja voit muokata omaa älykkyyttäsi samoin kuin kehonrakentaja muokkaa lihaksistoaan.
Kun eräs kiinalainen lapsiryhmä alkoi harjoitella pari tuntia viikossa helmitaululla, sen jäsenet menestyivät selvästi paremmin matematiikan kokeissa kuin samanikäinen vertailuryhmä ja heidän aivonsa pystyivät vaihtamaan nopeammin tehtävätyypistä toiseen.
Vuonna 2017 tutkijat löysivät selityksen parantuneisiin kykyihin.
Helmitaululla harjoitelleille oli rakentunut matematiikasta vastaaville aivoalueille paljon tehokkaampi hermosolujen verkosto.
Täällä harjoitat lukujen hahmottamista
Laskutaidosta vastaavia alueita on eri puolella aivojasi. Siellä aivosolusi valpastuvat ratkoessasi tehtäviämme.
Laskukykysi liittyy takaraivolohkossa olevaan alueeseen. Se on lähellä näköaivokuorta, joka tulkitsee silmien havainnot.
Päälaenlohkossa sijaitsevien alueiden ansiosta voit nopeasti arvioida, kumpi määrä on suurempi tai kumpi esine isompi.
Etumaisena otsalohkossa on loogisen ajattelun alue, missä voit ratkaista monimutkaisimmatkin matematiikkatehtävät
Gyrus fusiformis -poimu auttaa sinua visualisoimaan tarkastelemasi kohteet, mikä helpottaa laskutehtävän ratkaisemista.
Sama harjoittelutekniikka on tuonut joillekin ihmisille äärimmäisiä kykyjä. Esimerkiksi japanilainen Takeo Sasano pystyy laskemaan yhteen 15 kolminumeroista lukua 1,7 sekunnissa.
Periaatteessa pystyt samaan, kun vain harjoittelet sitkeästi.
Tutkijoilla on myös kehitteillä tekniikka, joka tuo oppimiseen lisäpotkua: aivoille annetaan sähköstimulaatiota, joka parantaa matemaattisia taitoja muutamassa päivässä.
Lukuaisti auttaa näkemään luvut
30 vai 38 pistettä? Aivosi pystyvät arvioimaan eron jopa alle 200 millisekunnissa.
Aivot tekevät johtopäätöksen, ennen kuin itse olet tullut edes tietoiseksi pisteistä ja paljon ennen kuin olet ehtinyt laskea ne.
Tämä kyky, niin sanottu lukuaisti, on ihmisillä vauvasta asti, ja vastaavan aistin tiedetään olevan myös linnuilla ja kaloilla
Lämmittely 1
1.
2.
Sekä ihmisillä että eläimillä lukuaisti on ilmeisesti erittäin tärkeä henkiinjäämisen kannalta, sillä se auttaa arvioimaan, mistä löytyy enemmän ruokaa tai missä on useampia vihollisia.
Nyt on saatu selville, että lukuaistista vastaava alue sijaitsee aivojen päälaenlohkossa.
Tutkijoiden yllätykseksi alueen rakenne oli kaikilla koehenkilöillä lähes samanlainen – kun he näkivät yhden pisteen, alueen toinen puoli aktivoitui, ja kun he näkivät kaksi pistettä, viereinen kohta aktivoitui, ja mitä useampia pisteitä he näkivät, sitä pidemmälle aktiivisuus eteni toista reunaa kohti.
Rakenne vastasi pitkälti ihmisen muiden aistien toimintaa. Esimerkiksi ihon kahden vierekkäisen kohdan kosketus rekisteröityy aivoissa kahdella vierekkäisellä alueella.
Lämmittely 2
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Lukuaisti ei kuitenkaan ole ainoa tapa, jolla aivot käsittelevät lukuja. Aivoissa on myös muita alueita, jotka aktivoituvat silloin, kun tehtävänä on laskea lukumääriä tai ratkaista yhtälöitä.
Laskutaidon kehitystä seurattiin
Lukujen hahmottamiskyky sijoittuu aivoissa monelle alueelle – muun muassa takaraivolohkon sivulle, useaan kohtaan päälaenlohkoa, etumaiseksi otsalohkoon ja ohimolohkoon.
Alueet eivät ole yhteydessä aivojen kielialueisiin. Ihminen, jolla on puheen ymmärtämistä ja tuottamista vaikeuttava afasia, voi siis hahmottaa hyvin lukuja.
Erilaisten laskemiseen liittyvien aivoalueiden suuruus vaikuttaa pitkälti siihen, miten hyvin kukin oppii matematiikkaa. Pari vuotta sitten Stanfordin yliopistossa julkaistiin tutkimus, jossa oli kuvattu 43:n kahdeksanvuotiaan aivot sekä testattu lasten älykkyysosamäärä (ÄO) ja laskutaidot.
Lasten täytettyä 14 vuotta heille tehtiin uusi matematiikkatesti. Kahdeksanvuotiaiden ÄO:sta ja laskutaidoista ei voitu ennustaa, miten he hallitsivat matematiikkaa kuuden vuoden kuluttua.
Sen sijaan heidän tulevat kykynsä voitiin nähdä aivoalueista, jotka vastaavat lukumäärien hahmottamisesta. Mitä enemmän kahdeksanvuotiailla oli niissä hermosoluja, sitä paremmin he menestyivät matematiikassa 14-vuotiaina.
Helmitaulu vahvistaa aivosoluja
Sulje silmäsi ja kuvittele mielessäsi helmitaulu. Laske sitten, paljonko on 243 kertaa 177. Tätä menetelmää käytetään useissa Aasian maissa, missä lapset harjoittelevat sitä koulussa.
Vuonna 2017 kiinalainen tutkijaryhmä selvitti, miten helmitauluharjoittelu vaikutti lasten aivoihin ja laskutaitoihin.
Tutkijat vertasivat 72:ta helmitaululla harjoitellutta lasta 72 lapseen, jotka eivät olleet harjoitelleet.
Harjoitelleet lapset eivät ainoastaan tehneet vähemmän virheitä, vaan he myös päätyivät oikeaan ratkaisuun selvästi vertailuryhmän lapsia nopeammin.
Kun tutkijat kuvasivat lasten aivoja, he havaitsivat niissä olennaisia eroja.
He näkivät takaraivolohkossa alueita, jotka ovat yhteydessä lukujen hahmottamiseen, ja saattoivat päätellä, että harjoitelleiden lasten aivosolut viestivät keskenään tehokkaammin kuin vertailuryhmän lasten.
- 20 prosenttia parempi tulos Helmitaulua käyttäneiden lasten aivoissa hermosolujen paremmat viestintäyhteydet näkyivät erityisen hyvin oikeanpuoleisessa gyrus fusiformis -poimussa, joka on osa takaraivo- ja ohimolohkoa.
Harjoitelleet lapset saivat matematiikkatestissä noin 20 % enemmän pisteitä kuin vertailuryhmä.
Tulokset selittävät sen, miksi toisten on helpompi oppia matematiikkaa kuin toisten. Uuden tutkimuksen mukaan aivosolujen määrä ei silti yksin ratkaise asiaa.
Yhtä tärkeää on solujen kyky viestiä keskenään. Sitä taas voi parantaa harjoittelemalla.
Harjoitus lisää synapsien määrää
Monet kiinalaislapset opettelevat laskemaan helmitaululla. Aluksi he käyttävät konkreettista helmitaulua, mutta sittemmin he vain ajattelevat sitä.
Tällä tekniikalla voidaan ratkaista useimmat laskutehtävät.
Vuonna 2017 kiinalaiset tutkijat vertasivat helmitaululla laskeneiden lasten aivoja vertailuryhmään, joka ei ollut käyttänyt helmitaulua.
Aivokuvaukset viittasivat siihen, että harjoitelleilla lapsilla oli useampia ja vahvempia hermoyhteyksiä – ja he selviytyivät selvästi paremmin matematiikkatesteissä.
Juoksulenkki: Isoäiti matkustaa junalla
Lue teksti ja vastaa kysymyksiin:
Aurinko paistoi, ja kesäloma oli juuri alkanut. Petteri nousi 300 metrin pituiseen junaan isoäitinsä kanssa. Kun he istuutuivat, junan polttoainesäiliö oli aivan tyhjä, mutta sitä alettiin juuri täyttää. Täyttö kesti kokonaisen tunnin, vaikka nopeus, jolla polttoaine virtasi säiliöön, kaksinkertaistui joka minuutti. Täytön aikana isoäiti kertoi ajasta, jolloin hän 19-vuotiaana sai ensimmäisen lapsensa. Kohta synnytyksen jälkeen hän oli ollut yhdessä 99 muun tuoreen äidin kanssa kuuntelemassa esitelmää. Hän pystyi selvästi muistamaan tuon ajan muodin. Paikalla olleista 100 naisesta 85:llä oli punainen laukku, 75:llä oli mustat kengät, 60:llä oli kukallinen leninki ja 90:llä oli opaalisormus. Ja kaikilla oli ainakin kolme mainituista tavaroista mukanaan. Lopulta juna lähti liikkeelle. Nyt isoäiti kertoi kuudesta lapsestaan. Ikäeroa oli peräkkäisten lasten välillä aina neljä vuotta, ja nuorin oli vasta täyttänyt 19. Samassa juna ajoi tunneliin. Tunneli oli 300 metriä pitkä, mutta junalla oli kova vauhti, 300 metriä minuutissa, joten tunnelista päästiin nopeasti takaisin valoon. Pian sen jälkeen juna saapui pääteasemalle ja Petteri astui isoäitinsä perässä laiturile.
Katso vastaukset artikkelin lopusta.
Useat eri mekanismit näyttävät vaikuttavan aivojen kehitykseen. Yksi niistä on long-term potentiation eli kestokorostuminen.
Sen ansiosta aivosolut oppivat välittämään impulsseja.
Laskutehtävää ratkaistaessa tästä vastaavan aivoalueen solut lähettävät toisilleen signaaleja ristiin rastiin.
Joka solussa on dendriittejä eli tuojahaarakkeita, jotka vastaanottavat signaaleja, sekä toisessa päässä aksoni eli viejähaarake, joka lähettää signaalin edelleen.
Yhden solun aksonin ja toisen solun dendriitin kohtaamista kutsutaan synapsiksi. Kestokorostuminen tapahtuu juuri siellä.
Impulssi välittyy niin, että toisen aivosolun aksoni vapauttaa synapsiin välittäjäaineita ja toisen solun dendriitti ottaa ne vastaan reseptoreilla, jotka lähettävät impulssin eteenpäin.
Kun synapsia käytetään yhä uudelleen esimerkiksi harjoittelemalla tietyn tyyppisiä tehtäviä, dendriitti alkaa tuottaa yhä enemmän reseptoreja. Vähitellen dendriitti on aivan täynnä reseptoreja, jolloin solusta tulee hyvin herkkä ulkoa tuleville impulsseille.
Tuloksena tästä aivosolujen välinen impulssien siirto voimistuu.
Lukusokea VS Superlaskija
Lukusokea
Joidenkin on vaikea hahmottaa, paljonko kello on, paljonko kahvi maksaa marketissa tai milloin juna aikataulun mukaan lähtee. Lukusokeus – puuttuva kyky oppia, muistaa ja ymmärtää lukuja ja matematiikkaa – hankaloittaa arkielämää. Siitä kärsii noin kuusi prosenttia väestöstä, ja syy siihen löytyy aivoista. Lukusokean aivoissa lukuja käsittelevät alueet ovat yleensä normaalia pienempiä, koska niissä on vähemmän aivosoluja.
Superlaskija
Ranskalainen Alexis Lemaire teki 2007 maailmanennätyksen, kun hän 70 sekunnissa laski 200-numeroisen luvun 13. juuren eli luvun, joka 13 kertaa itsellään kerrottuna tuotti kyseisen suuren luvun. Lemairen aivoissa on laskemisesta vastaavilla alueilla ilmeisesti erityisen paljon hermosoluja niin kuin muillakin, joilla on matemaattisia erityistaitoja. Lemaire tosin väittää, että riittävästi harjoittelemalla kaikki voivat oppia hänen tekniikkansa.
Solut eivät ainoastaan vahvista synapseja. Kun aivosolua stimuloidaan kerta toisensa jälkeen, sen dendriitit kasvavat ja luovat uusia synapseja muiden solujen kanssa.
Useampien – ja vahvempien – synapsien ansiosta aivot kykenevät ratkaisemaan matemaattisia tehtäviä entistä tehokkaammin.
Iskut kehittävät laskutaitoa
Kun tutkijat antavat aivoillesi iskuja harjoitellessasi, kehityt matematiikassa viidessä päivässä.
Tämä on brittiläisen Oxfordin yliopiston tutkijoiden visio. He aikovat lähettää sähköisiä impulsseja laskemisesta vastaaviin aivoalueisiin tekniikalla, jota kutsutaan nimellä transcranial random noise stimulation, aivojen satunnaiskohinastimulaatio.
Sen toimivuus on jo todistettu. Tutkijat asettivat elektrodeja 25 koehenkilön päähän heti otsalohkon päälle.
Sitten kaikki osallistujat kuluttivat viisi päivää laskutehtäviä ratkaisten.
Toiselle puolikkaalle osallistujista elektrodit lähettivät toistuvasti sähköisten impulssien virtaa aivoihin – joka kerta 20 minuutin ajan.
Toinen puolikas sai vain 30 sekunnin impulsseja kerrallaan.
Loppukiri
1.
Mikä luku kuuluu kysymysmerkin paikalle?
2.
Lukkoja on neljä niin kuin avaimiakin. Kokeilet avaimia yksi kerrallaan selvittääksesi, mihin kukin niistä sopii. Mikä on suurin yritysten määrä, jonka saatat tarvita ?
3.
Mikä luku kuuluu tyhjään kohtaan? Ratkaisuja on kaksi.
4.
Osallistut leikkiin, jossa edessäsi on kolme ovea. Yhden oven takana on tuhat euroa – ja muiden kahden takana ei ole mitään. Saat luvan avata yhden ovista, ja päätät heti, minkä avaat. Ennen kuin ehdit avata sitä, toinen muista kahdesta ovesta avautuu itsekseen. Sen takana ei ole rahaa. Miten optimoit mahdollisuutesi saada rahat – avaatko sen oven, johon alun perin päädyit, vai pitäisikö sinun sittenkin vaihtaa toiseen vielä kiinni olevista ovista?
5.
Mitkä ovat X:n ja Y:n arvot?
6.
Jos eläimiä on 72 ja niillä yhteensä on 200 jalkaa, kuinka moni niistä on pingviini ja kuinka moni kissa?
7.
Keltainen neliö leikkaa sinisen neliön sen sivujen kolmasosakohdista, ja keltaisen neliön kulma on sinisen neliön keskipisteessä. Mikä on vihreän alueen pinta-ala?
Viiden päivän jälkeen koehenkilöiden matemaattisia taitoja testattiin, ja ne koehenkilöt, jotka olivat saaneet enemmän impulsseja, menestyivät testissä selvästi paremmin.
Suurin yllätys tuli kuitenkin vasta puoli vuotta myöhemmin, sillä kun koehenkilöitä testattiin uudelleen, impulssien vaikutus näytti säilyneen.
Impulssit olivat ilmeisesti tehostaneet harjoittelua stimuloimalla aivosolut tuottamaan useampia ja vahvempia synapseja laskemisesta vastaavilla alueilla – ja lisääntynyt vahvuus säilyi pitkään kokeen jälkeen.
Nyt brittitutkijat testaavat, voidaanko menetelmällä esimerkiksi parantaa koulussa oppimisvaikeuksista kärsivien lasten kykyä oppia matematiikkaa. Ensimmäiset tulokset vuodelta 2017 ovat lupaavia. Impulssit paransivat olennaisesti lasten laskutaitoja.