كيف يختلف عقل الرياضياتي عن غيره؟ إن الشبكات العصبية التي تُستخدم في معالجة مفاهيم رياضية عالية المستوى، هى نفسها المُستخدمة في المهارات الرياضية الأساسية التي يولد بها الطفل.

آلان تورنج Alan Turing، ألبرت أينشتاين  Albert Einstein، ستيفن هوكينج Stephen Hawking، و جون ناش John Nash  تلك العقول “العظيمة” لم تتوقف أبداً عن سحر العامة، لكنها لاتزال أيضاً بعيدة المنال إلى حد ما. كيف أحرز بعض الاشخاص تقدماً من حيث القدرة على القيام بالعمليات الحسابية الاساسية إلى استيعاب المفاهيم الرياضية المتقدمة، والتفكير في المستويات التجريدية التي تربك الآخرين؟ – بدأ علم الاعصاب الآن يثبت ما إذا كان العقل الرياضياتي يأخذ المفاهيم الرياضية إلى مستوى آخر بطريقة او بأخرى.  

وتحديداً ناقش العلماء طويلاً ما إذا كان اساس الفكر الرياضي رفيع المستوى مرتبط بمراكز معالجة اللغة في الدماغ- التفكير في مثل هذا المستوى من التجريد يتطلب تمثيل لغوي وفهم لبناء وتركيب الجملة – او بمناطق مستقلة مرتبطة بالأعداد والتفكير الحيزي. اعلن اثنان من الباحثين في دراسة نشرت هذا الاسبوع في (دورية الاكاديمية الوطنية للعلوم في فرنسا وتحديداً في وحدة التصوير العصبي المعرفي Cognitive Neuroimaging Unit أن مناطق الدماغ المشاركة في العمليات الرياضية تختلف عن تلك التي تشارك في القدر نفسه من التعقيد في التفكير غير الرياضي.

استخدم الباحثون التصوير بالرنين المغناطيسي (fMRI) لمسح أدمغة 15 من الرياضيين المحترفين، ومثلهم من غير الرياضيين ممن لهم المرتبة الاكاديمية نفسها. وأثناء عملية المسح، استمع المشاركون إلى 72 سلسلة من البيانات الحسابية ذات مستوى عالِ مقسمة بالتساوي بين الجبر، التحليل، الهندسة، والطوبولوجيا. فضلاً عن 18 من البيانات غير الرياضية ذات مستوى عالِ ايضاً (معظمها تاريخية). وكان لديهم أربع ثوان للتفكير في كل اقتراح وتحديد ما إذا كان صحيحاً، خاطئاً، او بدون معنى.

وجد الباحثون أن الرياضيين فقط، الذين استمعوا إلى البيانات المتعلقة بالرياضيات، قد نشطت لديهم شبكات عصبية داخل الفص الجداري، الفص الجبهي، والفص الصدغي السفلي من الدماغ.

وعندما تم تقديم بيانات غير رياضية، نشطت في دماغ كلاً من الرياضيين وغير الرياضيين دوائر عصبية عادة ما تكون غير مقترنة بالمناطق المعنية بمعالجة عمليات اللغة و فهم الدلالات.

صرحت المؤلفة المشاركة في الدراسة وطالبة الدراسات العليا (ماري أمالريك Marie Amalric) قائلة:” على العكس من ذلك، إن النتائج التي توصلنا إليها تظهر أن التفكير الرياضي رفيع المستوى يعالج مناطق في الدماغ متعلقة بتطور المعرفة القديمة بالأماكن والارقام”.

وقد وجدت الدراسة السابقة إن هذه المناطق غير اللغوية تنشط عند اجراء العمليات الحسابية البسيطة، حتى بمجرد رؤية الارقام على الورقة؛ مما يشير إلى وجود صلة بين التفكير الرياضي المتقدم والاساسي. في الواقع، درس المؤلف المشارك ( ستانيسلاس ديهان Stanislas Dehaene)- مدير وحدة تصوير الاعصاب المعرفي وعلم النفس التجريبي director of the Cognitive Neuroimaging Unit and experimental psychologist- كيف يولد البشر( وحتى بعض أنواع الحيوانات)، مع معرفة بديهية بالارقام – معالجة الحساب والكميات – والتي لها علاقة وثيقة بتمثيل المكانية spatial representation. وبأي حال لاتزال كيفية وجود صلة بين الادراك الرقمى number sense، والمستويات الاعلى في الرياضيات غير معروفة. وهذا يثير مسألة هامة: ما اذا كانت المقدرة الاساسية على ادراك الكميات المختلفة – قطعتين من الفاكهة أكبر من واحدة – هي الاساس البيولوجي الذي يمكن ان يُبنى على كفاءة نظرية المجموعات الرئيسية.

كما صرح ( دانيال أنصاري Daniel Ansari)- عالم الاعصاب الادراكي في جامعة ويسترن أونتاريو University of Western Ontario والذي لم يشارك في الدراسة- قائلاً:” سيكون من المثير للأهتمام، البحث في السلسة السببية بين مستوى ادنى وآخر اعلى من الكفاءة الرياضية. إن اغلبنا يتقن العمليات الحسابية الاساسية؛ ولذلك نحن نوظف بالفعل تلك المناطق من الدماغ، لكن جزء صغير انتقل الى مستوى عالِ في الرياضيات. ونحن لا نعرف بعد ما إذا كان هناك خبير رياضي سيغير الطريقة التي تجرى بها العمليات الحسابية او ما اذا كان تعلم الحساب يحدد الاساس لاكتساب مفاهيم رياضية ذات مستوى اعلى”.

وأشار (أنصاري Ansari) ايضاً الى أن دراسة فترة التدريب، التي درس فيها غير الرياضيين مفاهيم رياضية متقدمة، يمكن أن توفر فهم افضل لكيفية تشكيل وبناء هذه الروبط. وبالاضافة لذلك فإن اكتساب المهارات الرياضية قد يؤثر على الدوائر العصبية بطريقة أخرى.

كما وجدت دراسة ( أمالريك Amalric) أن الرياضيين قد انخفض لديهم النشاط في المناطق البصرية المرتبطة بمعالجة الوجوه من الدماغ. وقد يعني هذا انه قد تنقص الخلايا العصبية اللازمة لفهم واجراء بعض المفاهيم الرياضية، او استخدام بعض القدرات الدماغية الأخرى.

وبالرغم من الحاجة الى دراسات اضافية لتحديد ما اذا كان الرياضيين يجرون فعلاً العمليات الرياضية بأوجه مختلفة، يأمل الباحثون في الحصول على المزيد من المعرفة بشأن تأثير تلك المهارات لديهم على كيفية تنظيم الدماغ.

وأضاف ( أنصارى (Ansari:” يمكننا ان نبدأ البحث في من أين تأتي القدرات الاستثنائية والروابط العصبية من هذه المهارات رفيعة المستوى؟. اعتقد بأنه أمر رائع أن اصبح لدينا الآن القدرة على استخدام التصوير الدماغي للأجابة على تلك الاسئلة العميقة بشأن التعقيد حول القدرات البشرية”.

المصدر: http://www.scientificamerican.com/article/how-does-a-mathematician-s-brain-differ-from-that-of-a-mere-mortal/

 

عدد القراءات (862)

التعليقات

التعليقات

error: النسخ غير مسموح في الإقتباس العلمي بل نقل الفكرة بنص آخر، ولا تنسى الاشارة للمصدر.