黑科技：大腦「電擊」能提高數學學習能力？

圖片來源：mdtmag.com

提到腦刺激 (brainstimulation)，人們可能首先想到的是用於治療帕金森氏症(Parkinsons disease) 等腦部疾病的治療手段。其實腦刺激有很多種方式，日前，英國牛津與劍橋大學的研究人員的最新研究發現使用一種腦刺激方式可以提高患有數學學習障礙 (mathematicallearning disabilities, MLD) 兒童的學習能力。這項研究發表在《Scientific Report》雜誌上。

學習障礙影響到世界上大約 10%的人口，它們大多與非典型神經發育相關。對於這些患者目前常見的治療方法是行為干預(behavioral interventions)，其中包括特別的認知訓練。但是單純認知訓練的療效並不明顯，而且訓練的效果並不會延伸到沒有被訓練過的領域。牛津大學的研究人員發現一種稱為經顱隨機雜訊刺激(transcranial randomnoise stimulation, tRNS) 的大腦刺激技術能夠在健康成年人中提高他們學習數學的能力。在這項最新研究中，研究人員著重研究 tRNS 能否在患有學習障礙的兒童身上產生類似的效果。

研究人員挑選了 12 名年齡在 8.5~10.9 歲之間患有 MLD 的兒童參加實驗。這 12 名兒童被隨機分為兩組，其中一組兒童會佩戴一個特製的頭套，通過這個頭套可以對兒童前額左右兩邊對應大腦中稱為背外側前額皮層 (dorsolateral prefrontal cortices) 的區域釋放低強度的高頻電流刺激。這片腦區在以前的實驗中被證明在學習數學中起到重要的作用。對照組的兒童也會佩戴同樣的頭套，但是這些頭套不會釋放電流刺激。因為電流刺激的強度很弱，接受刺激的兒童不會感覺到刺激的發生也無法覺察到自己是否接受了大腦刺激。

在佩戴頭套的同時，這些兒童會玩一個研究人員特別設計的數字訓練遊戲。這個遊戲綜合了數字學習、視覺空間和身體運動元素。基於兒童的表現，遊戲的難度級別會自動做出相應的調整。這些兒童們每天接受 20 分鐘數字遊戲的訓練，其中 6 名兒童在接受訓練同時會接受 tRNS。經過 9 天的訓練，研究人員讓他們接受一個稱為 MALT 的標準化數學能力測試，並且與他們在接受訓練前的表現進行比較。

研究結果表明，接受 tRNS 的兒童在數字遊戲訓練時表現要顯著高於沒有接受 tRNS 的兒童。而且，接受 tRNS 的兒童在 MALT 測試中的表現也優於對照組的兒童。這意味著 tRNS 對兒童數學能力的提高也可以延伸到沒有接受過訓練的內容中去。tRNS 對兒童認知能力的其它方面並沒有顯著的影響。

「數學對很多人來說是個令人憂慮的挑戰，神經科學能夠提高那些有學習障礙的人們在這方面的學習能力是一件很令人興奮的事。不過我們仍然需要探索很多科學和倫理學方面的問題，」這項研究的負責人，牛津大學實驗心理學系教授 Roi Cohen Kadosh 教授說：「我們仍然需要探索 tRNS 對不同教育和文化背景的兒童的影響，以及對患有誦讀困難 (dyslexia) 或多動症 (ADHD) 等其它發育障礙的兒童的影響。這會幫助我們了解這種手段能否未來在學校中幫助患有學習障礙的兒童。」

參考資料：

[1] Brain stimulation may help children withlearning difficulties

[2] Transcranialrandom noise stimulation and cognitive training to improve learning andcognition of the atypically developing brain: A pilot study

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