สมองวางเศษส่วนกับจำนวนเต็มไว้บนแผนที่ตัวเลขเดียวกันได้อย่างไร?

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

ในการทดลองกับผู้ใหญ่ที่มีพื้นฐานการศึกษา สมองจัดค่าของเศษส่วนและจำนวนเต็มลงบนแนวเรียงขนาดร่วมกันได้ ภาพจาก fMRI พบแผนที่การตอบสนองต่อจำนวนในบริเวณร่องข้างขม่อมด้านหน้าและกลีบข้างล่าง แม้ผู้เข้าร่วมจะดูสัญลักษณ์คนละชนิด เช่น เศษส่วนกับจำนวนเต็ม งานนี้ชี้ว่าระหว่างตั้งใจเปรียบเทียบขนาด สมองผู้ใหญ่สามารถใช้ตัวแทนเชิงปริมาณร่วมกันได้ ไม่ได้พิสูจน์ว่าเด็กหรือคนทุกภาษาใช้รูปแบบเดียวกัน

ทีมวิจัยบันทึกการทำงานสมองด้วย fMRI ความเข้มสนาม 7 เทสลา ซึ่งช่วยอ่านรูปแบบสัญญาณสมองได้ละเอียด ผู้เข้าร่วม 22 คนถูกคัดเข้าการศึกษา แต่มี 20 คนในผลวิเคราะห์ภาพสมอง และ 19 คนในผลพฤติกรรม ทั้งหมดเป็นผู้ใหญ่ถนัดขวา พูดฝรั่งเศสเป็นภาษาแม่ และผ่านการศึกษาระดับมัธยมสายวิทยาศาสตร์

ขณะอยู่ในเครื่อง ผู้เข้าร่วมเห็นตัวเลขทีละตัวแล้วกดตอบว่าค่าตัวใหม่มากกว่าหรือน้อยกว่าตัวก่อนหน้า โจทย์สลับจำนวนเต็ม 0 ถึง 5 กับเศษส่วนที่มีค่าระหว่าง 0.25 ถึง 2.5 ทำให้ต้องสนใจ “ขนาด” ของค่า มากกว่าตัดสินจากรูปลักษณ์ของตัวเลขเพียงอย่างเดียว นักวิจัยตั้งใจให้การเปรียบเทียบแบบต่างชนิดสลับกันเพื่อทดสอบว่าค่าสองแบบเชื่อมกันในสมองหรือไม่

ผลด้านพฤติกรรมสอดคล้องกับประสบการณ์ทำโจทย์ตัวเลข: เมื่อค่าที่ต้องเทียบอยู่ใกล้กัน ผู้เข้าร่วมตอบช้าลงและผิดมากขึ้น และโจทย์ที่มีเศษส่วนก็ยากกว่าโจทย์ที่มีแต่จำนวนเต็มในงานนี้ ส่วนรูปแบบสัญญาณสมองในหลายบริเวณสะท้อนระยะห่างของค่าที่กำลังเทียบ โดยบริเวณร่องข้างขม่อมด้านหน้าและกลีบข้างล่างแสดงแผนที่ตอบสนองตามขนาดที่คล้ายกันระหว่างสองชนิด

คำว่า “แผนที่” ในงานนี้ไม่ได้หมายถึงจุดบนแผนที่กายวิภาคที่เก็บเศษส่วนหรือจำนวนเต็มเป็นช่องแยกกัน นักวิจัยวิเคราะห์ว่ารูปแบบสัญญาณ fMRI จากหลายตำแหน่งในสมองคล้ายกันแค่ไหน แล้วพบแนวการจัดเรียงจากค่าน้อยไปหาค่ามากในพื้นที่สมองบางส่วน ขณะเดียวกันข้อมูลยังแยกชนิดสัญลักษณ์ออกจากขนาดได้ด้วย จึงไม่ใช่ว่าสมองมองเศษส่วนกับจำนวนเต็มเป็นสิ่งเดียวกันทุกด้าน

ขอบเขตของผลอยู่ที่ผู้ใหญ่กลุ่มเล็กซึ่งพูดภาษาฝรั่งเศสและทำโจทย์ช่วงตัวเลขที่จำกัด โดยเศษส่วนมีค่าตั้งแต่ 0.25 ถึง 2.5 การทดลองยังบังคับให้สลับเปรียบเทียบเศษส่วนกับจำนวนเต็ม จึงอาจทำให้ผู้เข้าร่วมสร้างเส้นจำนวนร่วมเพื่อทำงานให้สำเร็จ ผู้เขียนระบุว่าต้องศึกษาต่อว่าการศึกษา อายุ และรูปแบบโจทย์เปลี่ยนการจัดแผนที่นี้อย่างไร และ fMRI บอกตำแหน่งสัญญาณได้ แต่ยังไม่บอกลำดับหรือทิศทางการทำงานของสมอง

ผลจึงตอบคำถามเฉพาะว่า เมื่อผู้ใหญ่ที่เรียนรู้ระบบตัวเลขมาแล้วตั้งใจเทียบค่า เศษส่วนกับจำนวนเต็มสามารถอาศัยแผนที่เชิงขนาดร่วมกันในบางบริเวณสมองได้ แต่ยังตอบไม่ได้ว่าเด็กเรียนเศษส่วนยากเพราะเหตุใด หรือสมองจะจัดจำนวนทศนิยมและค่าชนิดอื่นแบบเดียวกันหรือไม่

ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th