Царица наук: почему математика нужна всем

Математика — не самый популярный школьный предмет. Кому-то она кажется скучной, кому-то — сложной. Гуманитарии не видят в ней для себя никакой практической пользы. И, по мнению японского учёного Рюты Кавашимы, сильно ошибаются. Математика, уверен нейробиолог, нужна всем, а не только школьникам и студентам профильных вузов.

Главный аргумент Кавашимы состоит в том, что решение простейших арифметических задачек на время не только требует значительной мощности определённых зон мозга, но и увеличивает её. Результат можно сравнить, например, с чтением вслух и изучением иностранных языков.

Причём это верно как для детей, так и для взрослых. По данным японского учёного, если каждое утро решать несколько задачек, можно затормозить развитие старческого слабоумия, повысить когнитивные функции и психологическую устойчивость. Весомый повод полюбить математику, не правда ли?

Кадр из фильма «Умница Уилл Хантинг» (1997)

Думать на несколько шагов вперёд

Чтобы понять механизмы воздействия математики на мозг, Кавашима предложил участникам эксперимента, находящимся внутри МРТ, решить несколько несложных примеров. Пока взрослые и дети складывали, вычитали и умножали в уме однозначные числа, он наблюдал, как «подсвечивались» отдельные зоны мозга: передняя часть лобных долей и внутритеменная борозда.

Первая отвечает за память, рассуждение, принятие решений, планирование и самоконтроль. Вторая, будучи «математическим центром» головного мозга, распознаёт цифры и помогает выполнять сравнительный анализ. Не осталась без дела и зона Вернике (речевая зона).

Эта троица полноценно участвует в абстрактно-логическом мышлении. Поэтому потренировавшись на математике, можно научиться применять аналитический подход и к жизненным проблемам — эффективно находить закономерности, прогнозировать и выстраивать логические цепочки.

Математические спринты

Дальше — больше. После многочисленных экспериментов Кавашима пришёл к выводу, что дефицит времени запускает некоторые высокоинтенсивные процессы, заставляя соответствующие зоны мозга переливаться красно-оранжевым цветом на МРТ-сканере. Если заниматься арифметикой в условиях вагона времени, реагируют те же зоны, но гораздо менее интенсивно.

Это хорошая новость: посильный пятиминутный математический спринт перед началом рабочего дня будет полезнее для мозга обычного смертного, чем погружение в глубины матанализа. Сложные задачи задействуют те же нейронные сети, что и простые примеры на сложение, поэтому в количественном смысле вы ничего не теряете.

Однако справедливости ради стоит заметить, что эти же нейронные связи в мозге опытного математика будут в несколько раз более миелинизированными — то есть покрыты большим количество белого вещества. Чем больше миелина, тем лучше навык. Слой миелина на нервных волокнах нарастает с каждым повторением действия.

Кадр из фильма «Игры разума» (2001)

Умное старение

Как правило, с возрастом у человека наблюдается ухудшение когнитивных функций. Кавашима решил проверить, можно ли обуздать этот процесс, используя два простых упражнения: чтение вслух и решение лёгких арифметических примеров. Оба задания требуют рабочей памяти, которая хранит и обрабатывает временную информацию, и гибкости познавательного контроля.

Учёный попросил пожилых японцев (от 70 до 86 лет) в течение полугода ежедневно выполнять простые арифметические упражнения, каждый раз стараясь улучшить свой результат. После чего участников ждал тест, который оценивал их когнитивные способности.

«Мы были бы уже счастливы, если бы они сохранились на том же уровне, — говорит Кавашима, — но вместо этого мы обнаружили, что они улучшились». Родственники и медперсонал тоже заметили прогресс. Многие участники эксперимента смогли лучше общаться, уже через три месяца терапии они выглядели счастливее и хотели пробовать что-то новое.

Пища для ума

Иметь более острую память и вести более активную жизнь хотелось бы не только на пороге деменции. Спешим обрадовать: сам факт, что вы регулярно занимаетесь математикой, полезен для мозга в любом возрасте. Чтобы ввести такую привычку в свою жизнь, можно присмотреться к тетрадям для развития памяти и интеллекта Рюты Кавашимы. Задачи в них включают выполнение самых простых математических вычислений (например, «14-7» или «7×9»), запоминание слов и подсчёт чисел вслух.

Звучит просто? Усложним задачу: все эти упражнения нужно делать на время. Это ключевая идея японского нейробиолога.

Кадр из фильма «Игра в имитацию» (2014)

Упорядоченный разум

«Математику изучать надобно, поскольку она в порядок ум приводит». Эти слова приписывают Михаилу Ломоносову. Неизвестно, произносил ли он их в действительности, но завидной работой ума похвастаться мог наверняка. И математика, как ничто иное, помогала ему лавировать между множеством разнообразных интересов и уделять внимание каждому.

И вот почему. Будь то многоуровневая геометрия или базовая арифметика, чтобы добиться результата, требуется полная концентрация на числах и знаках между ними. Для восприятия какой-либо другой информации психической энергии просто не остаётся. Поэтому во время деления или умножения ровное течение психической энергии не прерывается навязчивыми мыслями, волнениями о будущем и сожалениями о прошлом.

Математика и творчество

Математику можно смело отнести к одному из потоковых состояний, которые создают ощущение вдохновения и повышают работоспособность. Как говорит американский психолог Михай Чиксентмихайи, «характерная для состояния потока сосредоточенность вместе с ясными целями и немедленной обратной связью привносит порядок в сознание и побеждает психическую энтропию».

Так что если вы хотите отдохнуть от суеты, помогут как мобилизирующие короткие интенсивы по методу Кавашимы, так и длительные вдумчивые задачи, требующие погружения. Это роднит математику с арт-терапией — она стабилизирует эмоциональное состояние так же, как вязание или раскрашивание картинок по номерам.

Кстати, мимоходом спешим разрушить популярный миф: математика и творчество — вовсе не взаимоисключающие занятия. Взять хотя бы Льюиса Кэрролла, который преподавал математику в Оксфордском университете, что не помешало ему придумать Страну чудес и Зазеркалье.

Кадр из фильма «Одарённая» (2017)

Ментальная математика для детей и их родителей

Учёные в один голос утверждают, что отсутствие способностей к математике — не более чем ещё один миф. Препятствия, с которыми сталкиваются школьники, часто носят скорее психологический, нежели когнитивный характер. Подружиться с цифрами и полюбить предмет мешает разделение на «способных» и «неспособных».

Если вы точно уверены, что вашему чаду пригодится математическое мышление, стоит обратить внимание на ментальную математику. Она, кстати, рекомендована не только детям и подросткам, но и их родителям.
Основа ментальной арифметики — это счёт в уме, с которым сегодня беда даже у взрослых.

Между тем, такой базовый навык тренирует умение концентрироваться, визуализировать информацию и быстро оперировать данными. И всё это не на экране смартфона или на бумаге, а в голове. В основе методики лежит азиатская система вычислений на счетах абакус. Ей можно доверять, ведь именно студенты азиатских стран возглавляют списки тестирований Международной программы по оценке образовательных достижений учащихся (PISA).

Единственная преграда, которая мешает проникнуться красотой математики и детям и взрослым — уверенность в том, что это «сложная» наука. Но правда в том, что развивать математические навыки способны все — было бы желание. Преподавательница из Стэнфорда Боулер Джо пишет: «Радость и восторг детей перед математикой быстро уступают место страху и неприязни, как только их знакомят с набором формальных методов, которые они должны просто принять и запомнить». Она считает, что «суть математики — размышления, осмысление» где важны идеи и связи, а не запоминание.

Освоить математику — значит научиться наслаждаться ей. А в этой стезе добиться успеха может каждый.

Photo: Russell Crowe In «A Beautiful Mind» (2001)