كشفت دراسة حديثة نُشرت في مجلة PLOS Biology أن تقنية غير مؤلمة وغير جراحية لتحفيز الدماغ يمكنها تحسين تعلم الرياضيات لدى الشباب بشكل ملحوظ. وتُعد هذه التقنية واعدة خصوصًا لأولئك الذين يُتوقع أن يواجهوا صعوبة في تعلم الرياضيات بسبب ضعف التواصل بين مناطق الدماغ المسؤولة عن هذه المهارة.
ضعف المهارات الحسابية ظاهرة عالمية
تُعد الرياضيات مهارة أساسية في العديد من الوظائف، خصوصًا في مجالات العلوم، التكنولوجيا، الهندسة، والمالية. ومع ذلك، أشار تقرير صادر عن منظمة OECD في عام 2016 إلى أن نحو 24% إلى 29% من البالغين في الدول المتقدمة يمتلكون مهارات رياضية تعادل مهارات طفل يبلغ من العمر سبع سنوات فقط، مما ينعكس على الدخل، الصحة، المشاركة السياسية، وحتى الثقة في الآخرين.
الفجوة التعليمية: تأثير ماثيو
من المعروف أن التعليم يُساهم أحيانًا في توسيع الفجوة بين المتفوقين والضعفاء، وهي ظاهرة تُعرف بـ “تأثير ماثيو”. فالطلاب الذين يبدأون بمستوى أعلى يستمرون غالبًا في التفوق. وترتبط الإنجازات التعليمية بشكل وثيق بالوضع الاجتماعي والاقتصادي، والدافعية، والانخراط في المواد الدراسية.
لكن ما هو دور البيولوجيا؟ تشير بعض الدراسات إلى أن العوامل البيولوجية مثل الجينات، الترابط العصبي، والإشارات الكيميائية في الدماغ قد تكون ذات تأثير أكبر من العوامل البيئية.
تجربة الدراسة: تعليم وتقنية جديدة
في الدراسة، تم تجنيد 72 شابًا بالغًا (تتراوح أعمارهم بين 18 و30 عامًا) وتدريبهم على تقنيات جديدة للحساب الرياضي على مدار خمسة أيام. قُدّم لبعضهم علاج وهمي، بينما تلقى آخرون تحفيزًا كهربائيًا عشوائيًا عبر الجمجمة (tRNS)، وهي تقنية ترسل تيارات كهربائية خفيفة وغير مؤلمة إلى الدماغ.
ما هو تحفيز tRNS؟
تقنية tRNS تعمل عن طريق إرسال تيارات كهربائية عشوائية منخفضة الشدة إلى مناطق محددة في الدماغ. وغالبًا لا يشعر بها الشخص ما لم يحاول التركيز لإدراكها. وقد أظهرت دراسات سابقة أن هذه التقنية لا تُسبب آثارًا جانبية معرفية.
مناطق الدماغ المستهدفة
تم تقسيم المشاركين إلى مجموعتين:
-
مجموعة تلقت التحفيز فوق القشرة الجبهية الجانبية الظهرية (DLPFC)، وهي منطقة مسؤولة عن الذاكرة والانتباه واكتساب المهارات الجديدة.
-
مجموعة أخرى تلقت التحفيز فوق القشرة الجداريّة الخلفية، وهي منطقة تُعالج المعلومات الرياضية بعد تعلمها.
وتم قياس مستويات المواد الكيميائية العصبية مثل حمض غاما-أمينوبيوتيريك (GABA) قبل وبعد التدريب، وهو ناقل عصبي يلعب دورًا في المرونة الدماغية والتعلم.
نتائج مذهلة: تعويض الفجوة العصبية
كشفت النتائج أن المشاركين الذين كانوا يملكون روابط ضعيفة بين منطقتي الدماغ (الجبهية والجداريّة)، وهي سمة بيولوجية ترتبط بصعوبات في التعلم، أظهروا تحسنًا كبيرًا عند تلقي التحفيز فوق القشرة الجبهية.
بمعنى آخر، ساعدهم التحفيز في اللحاق بزملائهم الذين لديهم ترابط دماغي طبيعي.
كيف تعمل التقنية؟ مفهوم الرنين العشوائي
التفسير العلمي المرجّح هو مبدأ يُعرف بـ الرنين العشوائي (Stochastic Resonance)، وهو عندما يصبح الإشعار بإشارة ضعيفة أوضح عند إضافة “ضوضاء عشوائية” خفيفة.
في الدماغ، يعمل التحفيز tRNS على تعزيز نشاط الخلايا العصبية الكسولة، ودفعها لتقترب من “عتبة الإطلاق” (firing threshold)، مما يُحسن الاستجابة العصبية لدى من يعانون من ضعف النشاط الدماغي المرتبط بالرياضيات.
ماذا لا تفعله هذه التقنية؟
الميزة الأهم في هذه التقنية أنها لا تحسن أداء المتفوقين أصلاً، مما يجعلها أداة مثالية لتقليص الفجوة التعليمية، لا توسيعها. فهي تساعد من يتخلفون بسبب أسباب بيولوجية على التقدم، دون أن تمنح ميزة إضافية لمن هم أصلًا في المقدمة.
نتائج سابقة مشجعة
تم اختبار هذه التقنية في دراسات سابقة على:
-
أطفال يعانون من صعوبات تعلم الرياضيات (2017)
-
أطفال يعانون من اضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه (ADHD) في 2023
وفي الحالتين، أظهرت النتائج تحسنًا في الأداء أثناء التدريب المعرفي.
آفاق مستقبلية للتعليم الشخصي
تشير هذه النتائج إلى اتجاه جديد في التعليم يعتمد على فهم بيولوجيا المتعلم، وتطوير أدوات تؤثر على الدماغ مباشرةً، بدلاً من الاكتفاء بالطرق التقليدية. فقد يكون مستقبل التعليم هو التدخلات العصبية المخصصة لدعم الطلاب الذين تُعيقهم فروقات دماغية فطرية، وليس فقط عوامل بيئية أو ضعف التدريس.
ومع ذلك، لا يمكن اعتبار هذه التقنية حلاً بديلاً عن ضرورة معالجة العقبات الأساسية مثل نقص الموارد، والفقر، والعوائق المؤسسية. فنجاح الأدوات العصبية يتطلب التكامل مع إصلاحات تعليمية شاملة.
