آیا آموزش بیشتر مغز شما را دوباره سیم کشی می کند؟

علیرغم فرضیات در مورد تأثیر مثبت آموزش بر ساختار مغز، یافته های جدید نشان می دهد که حتی یک سال تحصیلی اضافی نیز اثر عصبی دائمی بر جای نمی گذارد.

او مطالعه می کند: هیچ تأثیری از آموزش اضافی بر ساختار طولانی مدت مغز وجود ندارد – یک آزمایش طبیعی قبلاً ثبت شده در هزاران نفر. اعتبار تصویر: Shutterstock AI / Shutterstock.com

در مطالعه اخیر منتشر شده در eLife، محققان گزارش می دهند که یک سال آموزش اجباری اضافی منجر به هیچ تغییر ساختاری دائمی در مغز در اقدامات مختلف تصویربرداری عصبی نمی شود. این مشاهدات تئوری های موجود را که مدت زمان تحصیل را با افزایش انعطاف پذیری مغز مرتبط می کنند، به چالش می کشد.

آموزش چگونه بر ساختار مغز تأثیر می گذارد؟

آموزش به عنوان یک حق اساسی به رسمیت شناخته شده است که مزایای اجتماعی، اقتصادی و شناختی گسترده ای را فراهم می کند. علاوه بر این، تکمیل آموزش عالی با بهبود سلامت، شناخت و ساختار مغز همراه بوده است.

تئوری های طول عمر نشان می دهد که آموزش ممکن است باعث تغییرات ساختاری طولانی مدت در مغز شود. مطالعات نشان می‌دهد که افراد تحصیل‌کرده قشر ضخیم‌تری دارند که ممکن است «ذخیره‌ای از مغز» در برابر اثرات پیری ایجاد کند. با این حال، علیت نامشخص است، زیرا عواملی مانند ژنتیک، درآمد و محیط می توانند تحقیقات قبلی را مخدوش کنند.

در مورد مطالعه

در بریتانیا، اصلاحات برای افزایش سن ترک تحصیل (ROSLA) کودکانی که پس از 1 سپتامبر 1957 به دنیا می‌آمدند را ملزم می‌کرد تا به جای 15 سالگی، تا سن 16 سالگی در مدرسه بمانند، بنابراین محدودیت سنی مشخصی برای تجزیه و تحلیل ایجاد می‌کرد. محققان با استفاده از داده‌های تصویربرداری عصبی جامع از Biobank بریتانیا از بیش از 30000 شرکت‌کننده، ارزیابی کردند که آیا این سال اضافی آموزش اجباری منجر به تغییرات پایدار در ساختار مغز شده است یا خیر.

محققان از ناپیوستگی رگرسیون (RD) برای تعیین اینکه آیا یک سال تحصیل اضافی بر ساختار مغز تأثیر می گذارد یا خیر، استفاده کردند. اندازه‌گیری‌های مغز بین افرادی که قبل و بعد از ضرب‌الاجل ROSLA متولد شده بودند، مقایسه شد. اندازه‌گیری‌های کل مغز مانند ضخامت قشر، مساحت سطح، حجم کل مغز، خواص ماده سفید و داده‌های منطقه‌ای از 66 ناحیه قشر مغز و 18 ناحیه زیر قشری نیز به‌دست آمد.

برای اثرات عصبی موضعی، 33 ناحیه قشر از نظر سطح و ضخامت قشر در حدود 5000 شرکت‌کننده مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل اضافی شامل واریانس کسری در 27 بسته ماده سفید و حجم در 18 ناحیه زیر قشری بود.

نتایج مطالعه

علیرغم تجزیه و تحلیل گسترده داده ها، هیچ تفاوت قابل توجهی در ساختار مغز بین افراد مبتلا به ROSLA و کسانی که تحت تاثیر قرار نگرفتند مشاهده نشد. آزمایش‌های پلاسبو، ویژگی برش‌ها را تأیید کردند، علاوه بر تنظیماتی که برای عواملی مانند اندازه سر، جنسیت و تاریخ اسکن انجام شد.

هیچ ناپیوستگی در اقدامات مغزی در استراحت مشاهده نشد، که نشان دهنده هیچ اثر عصبی پایدار از سال تحصیلی اضافی نیست. اندازه‌گیری‌های سراسری مغز در اطراف برش، از جمله سطح کل، ضخامت قشر، حجم کل مغز، ناهمسانگردی ماده سفید، شدت ماده سفید و حجم مایع نخاعی مغزی، پیوسته باقی ماندند.

این نتایج در سراسر پهنای باند قوی بود و حتی پس از محاسبه داده‌های از دست رفته ثابت ماند، که نشان می‌دهد هیچ تغییر ساختاری قابل توجهی در مغز به دلیل سال تحصیلی اضافی رخ نداده است. آزمایش‌های اعتبارسنجی هیچ شواهدی از دستکاری در اطراف برش‌های ROSLA را تأیید نکردند، که از مفروضات علی در طراحی RD پشتیبانی می‌کند.

به همین ترتیب، نتایج پلاسبو هیچ ارتباطی با ROSLA نشان نداد که اعتبار آزمون را تأیید می کند. تجزیه و تحلیل های خاص منطقه هیچ تغییر قابل توجهی در هیچ ناحیه قشری نشان نداد، و هیچ تغییری در ناهمسانگردی کسری در دستگاه های ماده سفید یا حجم های زیر قشری مشاهده نشد.

تجزیه و تحلیل بیزی شواهد قوی را نشان داد که از فرضیه صفر در تمام معیارهای تصویربرداری عصبی جهانی، مانند سطح کل، ضخامت قشر و حجم مغز پشتیبانی می کند. این نتایج در توزیع‌های مختلف قبلی تغییری نکرد، که از یافته‌های تحلیل RD خطی محلی اولیه پشتیبانی می‌کند.

گسترش پنجره شرکت‌کنندگان به پنج ماه، حجم نمونه را افزایش داد و فرضیه صفر عدم تأثیر سال تحصیلی اضافی بر معیارهای عصبی را تأیید کرد. آزمایش نتایج پلاسبو قدرت این آزمایش طبیعی را نشان داد و هیچ ارتباطی پیدا نکرد.

تجزیه و تحلیل مشاهده شواهد ضعیفی از رابطه مثبت بین تحصیلات و سطح کل در نمونه یک ماهه یافت. با این حال، گسترش به دوره پنج ماهه شواهد مربوط به این ارتباط و ارتباط بین تحصیلات و حجم مایع نخاعی مغزی را بسیار تقویت کرد. سایر معیارها، مانند ضخامت قشر مغز، سطوح مشابهی از پشتیبانی از فرضیه صفر را در هر دو تحلیل علی و همبستگی فراهم کردند.

نتیجه گیری

به طور کلی، این مطالعه هیچ اثر عصبی را، در سطح جهانی یا منطقه ای، از یک سال تحصیل اضافی نشان نداد. تحلیل‌های علّی و همبستگی بینش‌های متفاوتی را به همراه داشت، با ارتباط‌های مشاهده‌شده نشان‌دهنده حساسیت به روابط مغز و رفتار بدون نشان‌دهنده علیت.

اگرچه اثرات رشد عصبی کوتاه مدت آموزش مورد ارزیابی قرار نگرفت، مطالعه حاضر نشان می دهد که یک سال تحصیل اضافی ممکن است منجر به تغییرات ساختاری بلندمدت در مغز نشود، بنابراین فرضیات مربوط به تأثیر توسعه عصبی آموزشی را به چالش می کشد. این یافته‌ها نشان می‌دهند که سیاست‌هایی که با هدف بهبود نتایج شناختی انجام می‌شوند باید فراتر از افزایش مدت زمان آموزشی باشند و به عوامل گسترده‌تری که بر سلامت مغز و سلامت شناختی تأثیر می‌گذارند، توجه کنند.