Mathematische Begabung offenbarte in Gehirn-Scans

Albert Einstein sagte einmal, dass seine mathematischen Genies mit Sprache nichts zu tun hatte: "Worte und Sprache, ob geschrieben oder gesprochen, nicht scheinen bei meine Denkprozesse keine Rolle."

Und jetzt HD-Gehirn-Scans zu beweisen, hatte er einen Punkt. Die Möglichkeiten, wie das Gehirn verarbeitet Sprache und komplexe mathematische Konzepte sind sehr unterschiedlich, entsprechend einer neuen Studie.

Die Vorstellung, dass Menschen zuerst mathematische Fähigkeiten als ein Ableger der frühen Formen der Sprache entwickelt wurde eine langjährige Hypothese, nach der Autoren der Studie. Und einige Studien haben vorgeschlagen, dass die Art und Weise, die das Gehirn abstrakte mathematische Konzepte wrangles, mehr gemein als mit einfachen Nummer Anerkennung und Formel computing Sprachverarbeitung. [3D-Bilder: Erforschung des menschlichen Gehirns]

Aber diese Idee hat Gegner – darunter viele Mathematiker, die Forscher stellten fest – wer behaupten, dass Verständnis komplexer Mathematik beinhaltet Wahrnehmung Signalwege, die stark von denen unterscheiden, die Worte zu entwirren.

Um herauszufinden, welche Idee zutraf, wandte sich Forscher auf eine Art von nicht-invasive Scan genannt fMRT (funktionelle Magnetresonanztomographie), die hochauflösende Bilder erzeugt, die Änderungen in neuronale Aktivität ausgelöst durch den Blutfluss abbilden kann. Auf diese Weise wäre die Forscher sehen, welche Teile des Gehirns während der verschiedenen Arten von Aufgaben beleuchtet.

Für die Experimente in der Studie trainiert die Wissenschaftler ausgewählten 15 Probanden waren Mathematiker und 15 Probanden, die waren gut ausgebildet, aber nicht in Mathe spezialisiert. Die Forscher stellten eine Reihe von Erklärungen zu jedem Thema zu den unterschiedlichsten Themen – Mathematik und Nonmath – die Teilnehmer wurden gebeten zu identifizieren als "true", "False" oder "sinnlos."

Als beide Gruppen auf Erklärungen zu Themen, die nichts mit Mathematik zu tun hatte reagierte, zeigte die Gehirn-Scans Aktivität in den Regionen zugeordnet Sprachverarbeitung.

Aber wenn die Mathematiker nachgedacht und reagierte auf Aussagen in Bezug auf fortschrittliche mathematische Konzepte, bestimmte Regionen des Gehirns – die präfrontalen, parietalen und minderwertigeren zeitliche Regionen — beleuchtet. Diese Gehirnregionen, die auch in Nonmathematicians nur aktiviert wenn sie rätselhafte über Zahlen und Formeln waren. Während dieser Tätigkeit die Forscher fanden, traten nicht auf überhaupt in den Gehirnregionen zu Wörtern verbunden.

Laut der Studie Co-Autor Marie Amalric, ihre Ergebnisse zeigen, dass Mathematik auf der konzeptionellen Ebene Verständnis verwendet die gleichen neuronalen Netzen, die Zahlen und Raum erkennen, anstatt die Netze, die allgemeine Kenntnisse zu verarbeiten.

Amalric, Neurowissenschaftler mit der kognitiven Neuroimaging-Einheit im Zentrum NeuroSpin in Frankreich, sagte Live Science in einer e-Mail, dass vorherige Studien vorgeschlagen, dass eine frühkindliche Fähigkeit, Zahlen erkennen möglicherweise Eignung Vorhersagen könnten für die Durchführung von abstrakten mathematischen Argumentation später im Leben.

"Solche Anwendungen ein bisschen weit weg von unseren Schlussfolgerungen sind", sagte Amalric. "Unsere Ergebnisse sind jedoch im Einklang mit früheren Schlussfolgerungen zeigen, dass die Zahl Sinn ein guter Prädiktor für weitere mathematische Fähigkeiten ist."

Die Studie wurde online veröffentlicht heute (11. April) in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences.

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