عملکرد مغز افراد دوزبانه و چندزبانه در محاسبات پیچیده ریاضی بهتر است

ریاضیات به‌طور معمول به‌عنوان یک زبان جهانی در نظر گرفته می‌شود؛ اما انتخاب زبانی که ما برای چارچوب‌بندی محاسبه‌های ریاضی در ذهنمان انتخاب می‌کنیم، می‌تواند بخش‌های مختلفی از مغزمان را برای مواجهه با اعداد و دست و پنجه نرم کردن با آن‌ها به کار بگیرد.

یک مطالعه‌ی جدید روی دانش‌آموزان مسلط به زبان‌های فرانسوی و آلمانی نشان داده است که برای حل مسائل یکسان و بر حسب زبانی که مسائل در آن‌ها مطرح و محاسبه شده‌اند، قسمت‌های مختلفی از مغز فعال می‌شود.

تحقیق انجام‌شده توسط دانشمندان مرکز علوم شناختی و ارزیابی (COSA) در دانشگاه لوکزامبورگ بر پایه‌ی بررسی گروهی متشکل از ۲۱ دانشجو صورت گرفته است؛ دانش‌آموزانی که همه‌ به زبان لوکزامبورگی که یکی از گویش‌های زبان آلمانی است، به‌عنوان زبان مادری خودشان تکلم می‌کردند.

به لطف سیستم آموزش و پرورش پیاده‌شده در آن کشور، همه‌ی دانش‌آموزان علاوه بر آلمانی، به زبان فرانسوی نیز مسلط می‌شوند‌ و آن را به‌طور روان صحبت می‌کنند که این امر آن‌ها را به افرادی دوزبانه تبدیل می‌کند؛ این افراد برای آزمایش‌های مرتبط به زبان‌ها و تأثیر زبان انتخابی بر توانایی ذهنی و شناختی فرد، بسیار مناسب تلقی می‌شوند.

در مطالعات قبلی محققان نیز چنین استدلال شده است: زبانی که ما برای برقراری ارتباط و فکر کردن درباره وظایف عددی به کار می‌بریم، بر رویکرد ما اثر می‌گذارد و این تأثیر در ادامه یک سؤال جالب را برای پژوهشگران مطرح می‌کند؛ اینکه دلیل چنین تأثیری چیست؟ افراد دوزبانه یا چندزبانه دقیقا به چه شکل از مغزشان برای انجام عملیات ذهنی وابسته به‌ حساب استفاده می‌کنند.

البته باید در نظر داشته باشیم که سؤال فوق صرفا یک سؤال ساده‌ی علمی از روی کنجکاوی نیست. واقعیت این است که تقریبا کمتر از نیمی از جمعیت جهان به بیش از یک زبان تکلم می‌کنند؛ چیزی که علاوه بر یک امتیاز یا توانایی شخصی مفید، مزایای قابل توجهی برای جامعه‌ی گسترده‌تر تحت کاربرد خود دارد.

انسان‌ها در کنار شماری دیگر از حیوانات، از فرایندی به نام زیرارزیابی (Subitising) استفاده می‌کنند تا به‌سرعت در مورد مقادیر کوچک (معمولا کمتر از پنج) ارزیابی‌هایی انجام دهند. در حقیقت این فرایند شمارش سریع، چیزی است که بچه‌های کوچک قبل از اینکه بتوانند شمردن را یاد بگیرند، انجام می‌دهند.

ما یاد می‌گیریم که برای ارزیابی‌های پیچیده‌تر، موارد را به‌طور فهرست‌وار مرتب‌سازی و ذکر کنیم و روی آن‌ها فرایندهای منطقی اعمال کنیم؛ همان فرایندهایی که مبنای ریاضی را تشکیل می‌دهند.

محققان تصمیم گرفتند تعیین کنند که کدام بخش‌های مغز به‌طور پیوسته با پیچیده‌تر شدن حساب‌های ریاضی فعال می‌شوند و اینکه آیا این بخش‌ها در صورت به کار بردن زبان‌های متفاوت، تفاوتی خواهند داشت یا خیر.

اعداد را می‌توان در سه فرمت اصلی تعریف کرد. اصطلاح انتزاعی آمودال (Amodal) یا غیرنمایی که نشان‌دهنده‌ی مقادیر هستند؛ کلماتی که مقادیر را توصیف می‌کنند و دسته‌ی سوم نیز آن‌هایی که مقادیر را به‌طور نمادین ارائه می‌دهند.

بخش‌های مختلفی از مغز برای مقابله با مقادیری که با این روش‌های مختلف طراحی شده‌اند، استفاده می‌شود.

برای مثال، تحقیقات عصبی مبتنی بر تصویرسازی نشان می‌دهkد که کدهای آمودال توسط بخش شیار داخلی مغز تفسیر می‌شوند. این در حالی است که پردازش‌های کلامی به مناطق دیگر آهیانه وابسته هستند؛ بخش‌هایی که به‌طور خاص ارتباطی با اعداد ندارند.

محققان از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI) برای مطالعه‌ی قسمت‌های مختلف مغز، برای بررسی محاسبه‌ی مسائلی با سطح دشواری متفاوت در این آزمایش استفاده کردند.

در ادامه از این افراد خواسته شد برای حل مسئله‌هایی با دو درجه‌ی دشواری متفاوت، اقدام کنند؛ یک مسئله‌ی نسبتا ساده، شامل شماری از ارقام ساده و دیگری مقداری پیچیده‌تر و بر اساس مقادیر دورقمی است. مغز آن‌ها نیز در حین حل مسائل مورد اسکن قرار می‌گرفت.

در یک آزمایش، آن‌ها با مسائل در نظر گرفته‌شده به زبان فرانسه و در آزمایش دیگر، با همان مسائل به زبان آلمانی مواجه شدند.

هیچ تفاوت مشخصی در نحوه‌ی انجام محاسبات ریاضی ساده در این دو زبان مشاهده نشد؛ دست کم از نگاه بیرونی چیزی قابل تشخیص نبود.

هنگامی که مسائل سخت‌تر شدند، آن‌ها برای پردازش اطلاعات در حالت مطرح شدن مسئله به زبان فرانسه، زمان طولانی‌تری در قیاس با همان روند برای مسائل مطرح‌شده به زبان آلمانی صرف کردند. داوطلبان همچنین هنگام ارائه‌ی پاسخ‌ها به زبان فرانسه، خطاهای بیشتری مرتکب شدند.

بااین‌حال، اسکن‌ها داستان کمی متفاوتی را نشان دادند. زمانی که حساب‌های ساده به زبان آلمانی ارائه می‌شدند، در مقایسه با انجام محاسبه‌ها به زبان فرانسوی، مشخص شد که بخش لوب گیجگاهی که به‌طور کلی با گفتار در ارتباط است، کمی فعال‌تر بود.

زمانی که محاسبه‌ها پیچیده‌تر شدند، نتایج هیجان‌انگیزی در آزمایش مشاهده شد.

برعکس نتایج قبلی، به نظر می‌رسید در هنگامی که مسئله‌های محاسباتی به زبان فرانسوی ارائه می‌شد، چندین ناحیه در مغز افراد به‌طور قابل ملاحظه‌ای فعال‌تر عمل می‌کردند؛ این در حالی بود که در هنگام ارائه‌ی همان مسئله‌ها برای داوطلبان به زبان آلمانی، همان بخش‌ها غیر فعال می‌ماندند.

محققان نتایج فوق را تفسیر کردند تا نشان بدهند مغز در زمانی که محاسبه‌های دورقمی به زبان فرانسوی داده شده بودند، توانایی پردازش اطلاعات اضافه را برای خود به ارمغان می‌آورد.

همچنین به‌موجب این مطالعه گفته شد که هیچ یک از رخدادهای فوق، به دلیل آن نبوده است که دانشجویان زمانی را در مغزشان صرف ترجمه‌ی میان زبان‌ها کرده باشند. در واقع اشاره کردیم که دانشجویان روی هر دوی این زبان‌ها دارای تسلط کافی بوده‌اند. محققان می‌نویسند:

بر خلاف مطالعات قبلی انجام‌شده در مورد محاسبات ریاضی در حالت دوزبانه، نتایج کنونی علائمی از فرایندهای ترجمه از فرانسوی به آلمانی را نشان نمی‌دهند.

در عوض افراد ممکن است تصاویر ذهنی از نمادها جمع‌آوری کنند؛ شاید روندی همانند تجسم اعداد، به‌منظور جبران کردن تفاوت بین زبان‌ها.

همان‌طور که ممکن است جمعیت‌ها در سراسر جهان به دلیل جنگ، اقتصاد یا حتی آب‌وهوا مهاجرت کنند؛ برای معلمان و کارکنان همگانی به‌طور فزاینده‌ای مهم خواهد بود که چالش‌های موجود در ارتباط با ارتباط‌های زبانی را به‌خوبی درک کنند.

حتی در میان افرادی که به نظر می‌رسد روی یک زبان کاملا مسلط باشند، در رده‌های بالای ذهنی اتفاق‌های پیچیده‌تری نسبت به آنچه در نگاه اول به نظر می‌رسد، رخ می‌دهد.

دستاوردهای این تحقیق در Neuropsychologia منتشر شده است.