Tehdyt toimenpiteet
Aivot ja oppiminen?
Oppimisvaikeuksien tutkimuksessa yksi tutkimushaara pyrkii selvittämään matemaattisiin taitoihin ja taitopuutteisiin liittyviä aivotoimintoja. Tutkimusmenetelmät ovat kehittyneet voimakkaasti vasta 2000-luvulla, ja nykyisin uusia merkittäviä havaintoja laskutaitoihin liittyvistä aivotoiminnoista tehdään vuosittain.
Matemaattisten taitojen menettäminen aivovaurion seurauksena
Aivotoimintojen ja matemaattisten oppimisvaikeuksien yhteyksien tutkimus alkoi havainnoista aikuisista, jotka olivat menettäneet laskutaitonsa aivojen vaurioitumisen seurauksena. Useista tapauskuvauksista voitiin päätellä, että lähes mikä tahansa vaurioituminen aikaansai jonkinlaista heikentymistä matemaattisissa taidoissa.
Yksi aivoalue näytti kuitenkin olevan muita alueita merkittävämpi. Aivojen päälaenlohkon alueiden vaurioituminen näytti aikaansaavan huomattavasti suurempia matemaattisia vaikeuksia kuin muiden aivojen kuorikerroksen alueiden vaurioituminen. Erityisesti tapauskuvauksissa, joissa vaurio oli vasemman päälaenlohkon alueella, havaittiin, että näissä vaurioissa oli seurauksena lähes kaikkien peruslaskutaitojen menetys.
Eri aivoalueet osallistuvat erilaisiin laskusuorituksiin
Mitä tarkempia tapauskuvauksia tutkijat alkoivat tehdä, sitä monimuotoisemmaksi tulivat mallit siitä, millaisia matemaattiset aivotoiminnat ovat. Havaittiin, että matemaattiset taidot eivät välttämättä rakennukkaan kerroksittain toistensa päälle, vaan ainakin aivotoimintojen tasolla ne oli osittain erotettavissa toisistaan riippumattomiksi prosesseiksi. Esimerkiksi yhden tyyppisissä vaurioissa erityisesti kertolaskujen hallinta heikkeni merkittävästi, kun taas toisessa vauriossa vähennyslaskut muuttuivat pulmallisiksi kertolaskutaitojen säilyessä lähes ennallaan. Taidot olivatkin osittain toisistaan riippumattomia.
Aivojen kuvantamistutkimukset avasivat "normaalit" aivot
Aivojen kuvantamistutkimusten avulla voidaan tarkastella aivotoimintojen sijoittumista myös tavallisissa, vaurioitumattomissa, aivoissa. Tämänkaltainen tutkimus lisääntyy koko ajan.
Välineet ovat kuitenkin vielä erittäin kömpelöitä. Esimerkiksi magneettikuvantamislaitteessa täytyy maata putkessa ja olla täysin liikkumatta suorituksen ajan. Ei kovin luonnollinen olotila tehdä matemaattisia tehtäviä.
(Ulkoisen kuvan lähde: http://hcd2.bupa.co.uk/fact_sheets/html/MRI.htm)
Näissä tutkimuksissa on pystytty varmentamaan aikaisempien aivovauriotutkimusten tulokset aivojen päälaenlohkojen merkityksestä ja tuomaan huomattavasti tarkempia lisätietoja siitä, miten muut aivoalueet ovat mukana laskusuorituksissa.
Oppiminen ja lasten aivotoimintojen kehitys
Lasten aivotoimintojen kehityksestä ja siitä, miten matemaattisten taitojen oppiminen aivoja, tiedetään huomattavasti vähemmän. Yksi keskeinen syy tähän on juuri tutkimusmenetelmien alkeellisuus. Pieniä lapsia on vaikea tutkia kuvantamislaitteissa.
Tällä hetkellä tiedetään, että jo 5-vuotiailla lukumääriä ja yksinkertaista laskemista käsittelevä toiminnallinen aivorakenne on hyvin samankaltainen kuin aikuisilla. Suurin ero on siinä, että lasten pää toimii hitaammin ja epätarkemmin.
Kehitykselliset matemaattiset oppimisvaikeudet aivoissa
Kehityksellisillä oppimisvaikeuksilla tarkoitetaan sitä, että vaikeuksien taustalla ei ole tiettynä hetkenä tapahtunutta vaurioitumista, esimerkiksi onnettomuudessa tai aivoinfarktina tai jonkin toisen sairauden aiheuttamaa rappeutumista, kuten esimerkiksi Alzheimerin taudin seurauksena.
Syvistä matemaattisista oppimisvaikeuksista kärsivien lasten aivojen rakennetta on analysoitu vasta kahdessa tutkimuksessa. Toisessa tutkimuksessa selvitettiin Turnerin syndrooma -lapsia ja toisessa pienipainoisena syntyneiden myöhempää kehitystä. Molemmissa tutkimuksissa ainoa eroavaisuus aivojen kuorikerroksesta löytyi pieneltä rajatulta alueelta päälaenlohkon alueella. Toisessa tutkimuksessa ero oli oikeassa ja toisessa tutkimuksessa vasemmassa aivopuoliskossa.
Vuonna 2007 monikansallinen (jyväskyläläis-englantilais-kanadalainen) tutkimusryhmä osoitti, että sellaisten muutoin tavallisten 4-6 -luokkalaisten lasten, joiden peruslaskutaidot olivat erittäin heikot, päälaenlohkon tietyt alueet käsittelevät lukumääriä eri tavoin kuin tavallisten lasten aivot. Tämä oli ensimmäinen osoitus siitä, että on olemassa erityisiä, kapea-alaisia eroja aivotoiminnoissa, jotka voivat selittää eroja matematiikan oppimisessa. Muutama aiempi tutkimus oli löytänyt ainoastaan hieman vaimeampaa aivotoimintojen aktiivisuutta lapsilla, joilla on matemaattisia oppimisvaikeuksia, joka on varsin yleistä lapsilla, jotka ovat eri taidoissaan heikompia kuin ikätoverinsa.
Ovatko kehitykselliset oppimisvaikeudet korjaamattomia?
Matematiikan oppimisvaikeuksien osalta tästä asiasta ei vielä ole olemassa tutkimustietoa. Lukemisvaikeuksiin liittyvissä tutkimuksissa on kuitenkin osoitettu, että korkeatasoinen yksilöllinen opetus ja intensiivinen harjoittelu voivat muovata aivotoimintoja merkittävästi. Harjoittelun tuoma muutos voi olla jopa niin merkittävä, että ennen kuntoutusta havaitut selkeät erot aivotoiminnoissa lähes tyystin katoavat. Näiden kysymysten tutkimuksessa ollaan vielä aivan alkuvaiheessa.