Beyin, yüksek seviyeli matematiksel kavramları işlemek için bir çocuğun doğuştan kazandığı temel matematiksel yeteneklerle aynı nöral ağları kullanıyor.

Alan Turing, Albert Einstein, Stephen Hawking, John Nash – bu “güzel” zihinler, halkı büyülemekte asla başarısız olmadılar. Fakat bir şekilde, her zaman anlaşılması zor kaldılar. Bazı insanlar, nasıl oluyordu da temel aritmetik uygulamalardan ileri matematiksel kavramları kavramaya ve toplumu şaşırtacak derecede soyutlanmaya varan düşüncelere geçiş yapabiliyorlardı? Sinirbilim, bir matematik dahisinin beyninin kavramsal düşünmeyi bir başka seviyeye taşıyıp taşımadığını saptamaya başladı.

Bilim insanları uzun zamandır, yüksek matematiksel düşüncenin beynin dil işleme merkezlerine mi yoksa –bu nevi soyut bir düzeyde düşünmek, dilbilimsel gösterim ve sözdizimi anlayışı gerektirir– sayısal ve uzaysal muhakemeyle ilişkilendirilen bağımsız bölgelere mi bağlı olduğunu tartışıyorlar. Ulusal Bilim Akademisi Raporları’nda yayınlanan iki Fransız INSERM-CEA Bilişsel Nöro-Görüntüleme Ünitesi araştırması, beynin matematikle meşgul olan alanlarının aynı derecede kompleks matematiksel olmayan düşünmeyle ilgili alanlardan farklı olduğunu ortaya koydu.

Yüksek matematiğin sayısal ve uzamsal bilgi ile ilişkisi

Çalışmayı yürüten ekip, fonksiyonel fMRI (manyetik rezonans görüntüleme) kullanarak, 15 profesyonel matematikçinin beyinlerini görüntülediler. Bu matematikçiler, aynı akademik nosyona bağlı kişiler arasından seçildi. Görüntüleme sırasında, deneklere 72 adet yüksek seviye matematiksel ifade dinletildi; bu ifadeler, cebir, analiz, geometri, topolojinin yanı sıra 18 yüksek seviyeli matematiksel olmayan (çoğunlukla tarihsel) ifade de içeriyordu. Her ifade üzerine düşünmek ve doğru, yanlış yada anlamsız olduğuna karar vermek için dört saniyeleri vardı.

Araştırmacılar, matematiğe ilişkin ifadeler dinlemenin sadece matematikçilerde, beynin intraparyetal bölgesinin her iki cephesinde, arka prefrontal kortekste ve inferyor temporalis’teki ağları aktive ettiğini keşfettiler. Bu devreler, çoğu zaman dil işleme ve semantikle bağlantılı bölgelerle ilişkili değildir. Bu bölgeler, matematiksel olmayan ifadeler dinletildiğinde, hem matematikçilerde hem de matematikçi olmayanlarda aktive oldu. “Aksine”, diyor yardımcı yazar ve lisanüstü öğrencisi Marie Amalric, “sonuçlar, yüksek seviyeli matematiksel düşünmenin beynin evrimsel antik sayısal ve uzamsal bilgiyle bağlantılı bölgelerini yeniden işleyişe soktuğunu gösterdi.”

Önceki araştırma, dilsel olmayan alanların temel aritmetik hesaplamalar yaparken ve hatta bir sayfadaki sayılara bakarken, gelişmiş ve temel matematiksel düşünce arasında bir bağlantı önerirken aktif olduklarını göstermişti.

Aslında, Bilişsel Beyin Görüntüleme Ünitesi direktörü ve deneysel psikolog Stanislas Dehaene, insanların (hatta bazı hayvan türleri de) nasıl mekansal gösterimle yakınen bağlantılı sezgisel sayı algısıyla –nicelik ve aritmetik manipülasyon– doğduklarını araştırıyor. Bütünleşik sayısal algı ve yüksek derece matematik arasındaki bağlantının nasıl oluştuğu ise hala bilinmezliğini koruyor. Bu çalışma, farklı miktarları tanıyabilmeye dair doğuştan gelen kabiliyetin –iki parça meyvenin birden fazla olduğu gibi– grup teorisine hakim olma kapasitesinin üzerine inşa edilebileceği biyolojik dayanak olup olmadığı sorusunu doğuruyor. “Matematiksel yeterliliğin yüksek seviyesi ve düşük seviyesi arasındaki tesadüfi zinciri incelemek ilginç olurdu,” diyor Batı Ontario Üniversitesi’nden bilişsel sinirbilimci Daniel Ansari (çalışmaya katılmamış). “Birçoğumuz temel aritmetiğe hakimiz bu yüzden beynin bu bölgelerini zaten çalıştırıyoruz; fakat sadece bir bölümümüz yüksek matematiğe devam ediyor. Henüz, matematik uzmanı olmanın aritmetik çalışmamızı nasıl etkilediğini veya aritmetik öğrenmenin yüksek dereceli matematiksel kavramları anlamamıza temel hazırlayıp hazırlamadığını bilemiyoruz.”

Matematikçilerin beyni farklı mı çalışıyor

Ansari, matematikçi olmayanlara ileri seviye matematiksel kavramların öğretildiği eğitim çalışmasının, bu bağlantıların nasıl oluştuğu konusunda daha net bir kavrayış sağlayabileceğini belirtiyor. Üstelik, matematikte uzmanlığa ulaşmak, nöronal devreleri başka şekillerde de etkileyebilir. Amalric’in çalışması, matematikçilerin yüz tanımayı da kapsayan beynin görsel alanlarındaki aktiviteleri azalttığını keşfetti. Bunun anlamı, belirli matematiksel kavramları kavramayı ve çalışmayı gerektiren nöral kaynakların beynin diğer kapasitelerini kesintiye uğratabileceği veya tüketebileceği olabilir. Matematikçilerin gerçekten de yüzleri farklı şekilde işleyip işlemediğini anlamak için ek çalışmalar yapılması gerekiyor. Araştırmacılar, uzmanlığın beynin yapılanması üzerinde ne gibi etkileri olduğuna dair daha fazla bilgi edinmeyi umuyorlar.

“İstisnai yeteneklerin nereden geldiğini ve yüksek derece uzmanlığın nörobiyolojik ilişkilerini araştırmaya başlayabiliriz” diyor Ansari ve ekliyor: “Beyin görüntülemeyi kullanarak insan kabiliyetlerinin karmaşıklığı hakkında daha derin soruları yanıtlama fırsatımızın olması muhteşem bir şey.”

Çeviri: Zeynep Şenel Gencer
Kaynak: Scientific American