ВВЕДЕНИЕ. Актуальность.Основные навыки математических вычислений являются важными предикторами жизненного успеха

Актуальность. Основные навыки математических вычислений являются важными предикторами жизненного успеха. В настоящее время математика, как один из вариантов когнитивной деятельности, становится неотъемлемой частью жизнедеятельности человека, а основные навыки математических вычислений являются важными предикторами жизненного успеха. Однако большой процент населения сталкивается с трудностями в освоении математических знаний. В связи с этим возникновение трудностей в обучении математике, одним из которых является математическая тревожность - состояние, при котором индивиды испытывают отрицательные эмоции (избегание, тревожность, стресс) и даже болезненные ощущения при необходимости решения задач, требующих использования математических навыков способно привести к снижению математических способностей [Ashcraft and Moore, 2012].

По данным некоторых авторов около 6% учеников испытывают трудности в обучении математике. Еще больший процент населения (15-20%) имеет проблемы с обработкой числовой информации [Gross-Tsur et al., 1996, P.25–33]. C повышением математической тревожности люди избегают математики, что мешает им с выбором карьеры, связанной со значительной долей «числового» содержания [Ma et al., 2012, P. 1-6; Carlesimo et al, 2011, P. 777 – 789].

Кроме того, наличие трудностей в обучении математике коррелирует с экстернализированными проблемами поведения (недостатком внимания и социальными проблемами), в большей степени у девочек [Wu et al., 2013]. Факторы, лежащие в основе индивидуальной предрасположенности к развитию МТ – комплексные, причем, генетические факторы и индивидуальная среда играют значительную роль, в то время как общая среда оказывает меньшее влияние.

К настоящему времени работы, вовлекающие специфические гены-кандидаты или использующие полногеномный анализ ассоциаций (GWA, genome-wide association), в отношении изучения математической тревожности (МТ) единичны. Согласно «гипотезе количественных черт» (к количественным чертам относится и МТ) именно взаимодействие множественных генов с небольшим эффектом (менее 1%) с множественными средовыми факторами, вносящими также небольшой процент фенотипической вариации (менее 1%), детерминирует развитие количественных черт, высокой МТ в частности [Haworth, Plomin, 2010].

К настоящему времени точные нейробиологические механизмы развития МТ остаются неизвестными [Young, 2012]. Поскольку МТ оказывает существенное влияние в течение всей жизни, важным является понимание ее нейробиологических механизмов, особенно на ранних стадиях обучения математике в начальной школе. Кроме того, согласно «гипотезе универсальных генов» (Generalist genes hypothesis), одинаковые гены опосредуют развитие МТ, тревожности при чтении, разговорной речи, неуспеваемости в чтении и математике, языковых навыках и общих когнитивных нарушениях [Haworth, 2009]. Таким образом, выявление специфических генов и средовых факторов, детерминирующих развитие высокой МТ, послужит дальнейшему изучению и других видов когнитивной тревожности на генетическом уровне.

Принято считать, что МТ оказывает негативное влияние на математические способности посредством изменения количества свободных ресурсов рабочей памяти (РП) для выполнения математических заданий [Vokovic et al., 2012]. Способность нейрональных связей изменяться, как функция обучения называется синаптической пластичностью и считается механизмом формирования памяти. Синаптическая пластичность приводит к формированию новых синаптических контактов, изменяется адгезия между пре- и постсинаптическими нейронами. Таким образом, гены, вовлеченные в регуляцию синаптической пластичности (CNTNAP2, NRXN1, NRG1, CTNNB1, DISC1, GRIK1), гены, ассоциированные с межиндивидуальными вариациями в объеме рабочей памяти (COMT, BDNF, DTNBP1) являются возможными кандидатами в выявлении генетической предрасположенности к формированию различий в уровнях математической тревожности.

В связи с вышесказанным, выявление генов и их вариантов, детерминирующих формирование различий в уровне математической тревожности, позволит разработать тест-системы для выявления групп высокого риска в отношении как МТ, так и трудностей в обучении математике, и проблем экстернализованного поведения (агрессивности, делинквентного поведения) для проведения специальной целенаправленной профилактики, что в будущем позволит использовать адаптивные индивидуальные программы обучения и развития.

Объект исследования:психически здоровые индивиды (200 человек) - студенты Стерлитамакского филиала БашГУ в возрасте 17-26 лет (средний возраст 20,3±3,87 лет). У выборки студентов было проведено тестирование уровня математической тревожности (с помощью опросника MARS-E) и анкетирование, включавшее оценку половой и этнической принадлежности, сезон и порядок рождения, стиль родительского воспитания и другие факторы. Общая выборка состояла из 68% женщин и включала индивидов татарской (57), русской (64), башкирской (47) этнической принадлежности и метисов (32).

Предмет исследования:полиморфные варианты rs2710102 и rs2530310 в гене контактин-ассоциированно-подобного белка-2 (CNTNAP2) в выборке студентов с учётом показателей математической тревожности.

Цель работы: изучение генетической предрасположенности на формирование различий в уровнях математической тревожности по полиморфным вариантам rs2710102 и rs2530310 в гене контактин-ассоциированно-подобного белка-2 (CNTNAP2) в группе здоровых индивидов 17-26 лет.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Создать банк ДНК 200 студентов Стерлитамакского филиала БашГУ в возрасте 17-26 лет.

2. Провести психологическое тестирование у студентов для определения уровня математической тревожности с помощью программы Revised Mathematics Anxiety Rating Scale of Elementary Students (MARS-E).

3. Провести генотипирование у здоровых индивидов 17-26 лет полиморфных локусов rs2710102 и rs2530310 в гене контактин-ассоциированно-подобного белка-2 (CNTNAP2);

4. Осуществить статистическую обработку результатов исследования, включающую оценку основного эффекта rs2710102 и rs2530310 в гене CNTNAP2 и социо-демографических факторов (пола, этнической принадлежности, сезона и порядка рождения, стиля и места воспитания, статуса курения)

5. Определить эффект ген-средовых взаимодействий в формировании индивидуальных различий в уровне математической тревожности.

Структура и объем работы. Выпускная квалификационная работа изложена на 57 страницах, состоит из введения, 3 глав, выводов и списка литературы, включающего 87 источников. Работа иллюстрирована 11рисунками и 3 таблицами.

Экспериментальная часть дипломной работы была проведена в лаборатории молекулярной генетики человека Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институте биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук.