Если в школе вас считали гуманитарием, вы дрожали, решая уравнение у доски, и плакали над домашним заданием — тогда вы знаете, что математика может причинять боль. Теперь доказано, что эта боль вполне реальна. Как выяснили ученые, переживания при вычислениях сравнимы с физическим страданием, а "двойки" по математике вызваны страхом перед ним.Исследование психологов из Чикагского и Западного университета показало, что некоторые люди при работе с числами и формулами испытывают неприятные ощущения, сопоставимые с физической болью. По словам Иана Лайона и Шона Билока, это верно для людей с высокой степенью так называемой математической тревоги.
Здесь нужно отметить, что для той неуверенности, которую многие испытывают при виде математических задач, психологи придумали отдельный термин — математическая тревога (mathematics-anxiety). Так называют завышенные опасения по отношению к математике, различным задачам и примерам, и неуверенность человека в том, что он справится с ними. Специалисты давно заметили, что из всех областей науки именно математические дисциплины вызывают у учеников и даже людей постарше настоящую панику.
Сотрудники Чикагского университета ранее уже проводили исследования, посвященные уровню математической тревоги у учащихся. Набрав добровольцев, которые боялись приступать к задачам и примерам из страха не справиться, они попросили их написать контрольную работу — математическую или же диктант. Перед началом того или иного теста подопытным показывали определенный предмет, связанный с соответствующей областью науки — либо с английским языком, либо с математикой.
Этот предмет служил сигналом к тому, какое испытание предстоит добровольцам — диктант или контрольная по математике. Спустя несколько минут после этого начинался сам экзамен. Все это время за активностью мозга учащихся наблюдали с помощью МРТ. Контрольной группе учеников не показывали ничего, а просто давали решать тест по математике или зачитывалитекст диктанта.
Оказалось, предварительное напоминание о том, что сейчас придется иметь дело с математикой, сильно ухудшало результаты учеников. Испытуемые из первой группы правильно справлялись в среднем с 68% математических заданий. Если же напоминания не происходило, то процент успешно выполненных задачек возрастал до 83%. (Для сравнения, когда таким образом проходили тест ученики, спокойно относящиеся к математике, им удавалось решить примерно 88% заданий). Диктант подобных реакций не вызывал — ожидание контрольной работы по родному языку не вызывало паники даже у самых неграмотных участников.
Результаты томограммы показали, что "математическая тревога" связана с активацией подкорковых структур — хвостатого и прилежащих ядер. Эти структуры мозга отвечают за мотивацию, моральное удовлетворение и оценивают риск предстоящих действий, но не связаны непосредственно с решением задач. То есть "математическая тревога" скорее связана с тем, как относятся в обществе к людям, которые плохо справляются с цифрами и формулами.
Эту же гипотезу взялись проверить Иэн Лайон и Шона Билок в своем недавнем эксперименте, результаты которого были опубликованы в журнале Plos One. По их словам, математика является "идеальным полигоном для исследования того, как физически безопасные ситуации вызывают нейронный отклик, схожий с реальными болевыми ощущениями". Исследователи пригласили 28 добровольцев и перед началом эксперимента провели опрос, выявляющей высокую или низкую степень математической тревоги. Согласно результатам этого теста волонтеров разделили на две группы по 14 человек.
Во время самого эксперимента участникам предложили ряд лингвистических и математических головоломок. Во время их решения мозг испытуемых подвергался МРТ-сканированию. Перед каждой последующей серией вопросов участники видели световой сигнал, свидетельствующий о степени сложности задачи и ее принадлежности (язык или математика).
На более легкие языковые и математические задания мозг участников из обеих групп реагировал одинаково. Но когда световой сигнал предупреждал, что сейчас последует сложная математическая задача, участники с высокой степенью математической тревожности начинали ошибаться и показывали результаты намного хуже, чем те, кто не волновался за итог.
В это время в их мозге повышалась активность островковой доли больших полушарий и среднепоясной коры. Удивительно, что эти участки мозга отвечают за… болевые ощущения! То есть когда участники с высоким уровнем математической тревоги видели световой сигнал, свидетельствующий о том, что за ним следует сложная математическая задача, мозг буквально предупреждал их о том, что сейчас "будет больно". Неудивительно, что решать задачу им становилось намного сложнее.
"Мы получили первые доказательства, указывающие на нейронную природу математической тревоги", — пишет Иэн Лайон. По словам ученого, более ранние исследования на эту тему касались в основном социальной изоляции и того, как это влияет на учеников, отстающих по математике. Действительно, как было видно из предыдущего исследования, эти факторы тоже немаловажны — при решении математических задач у людей с высокой степенью тревожности активируются и те зоны мозга, которые отвечают за социальное одобрение и успешность. Однако информация о том, что волнение из-за нерешенного уравнения может быть сходно с физической болью, получена впервые.
"…данные нашего эксперимента идут значительно дальше и показывают, что само ожидание грядущего неприятного события влечет за собой нейронную реакцию, отвечающую за болевые ощущения" — вполне естественно заключает Лайон.
Тем не менее, ученые считают маловероятным факт, что механизм страха перед цифрами заложен в нас эволюционно. Математическая наука — довольно современное культурное явление, напоминают они (если мерить периодом эволюции, разумеется). Поэтому социальные ожидания, несомненно, играют большую роль при формировании математической тревоги.
Возможно, нам пора задуматься об изменении подхода к преподаванию математики в школах, говорят ученые. Поскольку стресс от ожидания, как выяснилось, влияет на работоспособность больше, чем сама задача, имеет смысл исследовать альтернативные методы обучения. Страх "двойки" буквально парализует тех учеников, мозг которых вполне способен справиться с примером.