脳に電気刺激を与えることで数学の学習効果が向上する可能性
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好きな人にはたまらなく好きだろうが、苦手な人は数字と記号の羅列を見るだけでめまいをおこしてしまいがちな教科、それが数学である。
実際に「数学恐怖症」なるものも存在しており、2023年に発表された調査によると、イギリスの成人5人に1人が数学で具合が悪くなるという結果が報告された。
そんな人たちに朗報かもしれない。最新研究によると、非侵襲的(脳を傷つけない)な電気的なノイズで脳の神経細胞を刺激したところ、数学の学習効果を高めることに成功したという。
『PLOS Biology』(2023年8月31日付)に掲載された論文では、数学が苦手な人ほど、電気刺激による学習効果の向上が見られたそうだ。
・数学が苦手な人は、数学で脳が活性化されにくい
数学が得意な人と苦手な人がいるのはなぜなのか? その理由の1つは、数学で脳が活性化するかどうかに関係しているようだ。
脳の活性化とは、エキサイティングな刺激により、脳の働きや機能が高まることだ。
英サリー大学のロイ・コーエン・カドシュ教授によると、人の学習能力の高さは、脳内の神経細胞の活性化と関連しているのだという。
つまり、もしも明日の数学のテストに備えて勉強しているのに、どうにもはかどらないという人は、数学で脳が活性化しにくいのもしれない。
そこでコーエン・カドシュ教授らは、勉強をする前に脳の前部を外側から電気ノイズで刺激すれば、数学が苦手な人でも学習効果を上げられるのではないかと考えた。
電気ノイズは、脳内のナトリウムチャネルに作用する。するとそれがニューロン(神経細胞)の細胞膜に干渉し、皮質を活性化させてくれるからだ。
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・脳に電気刺激を与えることで数学の学習効果向上
それを確かめるための実験で、102人の参加者を電気ノイズで刺激するグループとそうでないグループに分け、かけ算を解いてもらうことで、刺激が学習や脳波に与える影響を調べた。
その結果は、電気ノイズで脳を刺激したグループは、数学の学習効果が向上したことが判明した。
さらに、数学が苦手な人ほどその効果が高いことも分かった。
数学で、脳が活性化しにくい人ほど、電気ノイズ刺激を受けやすく、学習効果が大きくアップしたのだ。
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興奮/抑制と非周期性指数。(A) 脳波のパワー・周波数スペクトルにおける周期的活動と非周期的活動の違い (B) 脳波スペクトルに示された対数・対数空間における非周期性指数 (C) (D) 局所電位と比較して、興奮/抑制が高いと非周期性指数がより平坦(ゼロに近づく)になり、興奮/抑制が低い(抑制が強い)と指数がマイナスの急勾配になることが示されている。 / image credit:PLOS Biology (2023). DOI: 10.1371/journal.pbio.3002193
逆に言うと、数学が得意な人にとってはあまり意味がないということでもある。
もともと数学を見るとワクワクし、脳が活性化しやすい人は、刺激を与えても、それほど効果がないと考えられるのだ。
コーエン・カドシュ教授は、「神経刺激がどのように作用し、またどのような条件で一番効果的なのかがわかりました」と語る。
こうした発見をさらに追求することで、「人それぞれの学習の進み具合にあわせたピッタリなアプローチができるようになるだけでなく、刺激する最適なタイミングと期間も明らかになるでしょう」とのことだ。
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外部から脳に電気で刺激するだけで、数学が苦じゃなくなるのなら、今すぐにでも私で試してほしい、と思うほどには数学が苦手なわけで、電卓を開発してくれた人に足を向けて寝られないわけで、何が言いたいのかというと、私が活動限界を迎える前に、市販化してほしいってことなんだ。
References:Human neuronal excitation/inhibition balance explains and predicts neurostimulation induced learning benefits | PLOS Biology / Exciting the brain could be key to boosting math learning, says new study / written by hiroching / edited by / parumo
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