Tänään vuonna 1958 ilmestyneessä Lancet -lehdessä oli brittilääkäri Ian Donaldin kirjoittama artikkeli siitä, kuinka hän oli käyttänyt ultraääntä potilaidensa tutkimisessa. Artikkeli, "vatsansisäisten massojen tutkiminen pulssitetun ultraäänen avulla" (Investigation of Abdominal Masses by Pulsed Ultrasound) kuvasi sitä, kuinka Donald oli löytänyt naispotilaansa munasarjoista suuren kystan, joka muilla menetelmillä oli todettu vatsasyöväksi.

Alkuperäisen diagnoosin mukaan syöpä olisi ollut mahdoton leikata, mutta Donald pystyi poistamaan hyvin yksinkertaisesti kystan – sen sellaiseksi todettuaan – ja pelasti näin potilaansa hengen.

Donald oli käyttänyt ultraääntä toisen maailmansodan aikana sotilaspalveluksensa aikana ja sovelsi teollisuuden käyttöön erilaisten materiaalien heikkouksien paljastamista varten tehtyä laitteistoa oman tutkimuslaitteistonsa tekemiseen.

Lancetin artikkelin julkaisun jälkeen ultraäänen käyttö levisi erittäin nopeasti ja siitä tuli hyvin pian normaali operaatio. Vuosien varrella tekniikka on luonnollisesti parantunut ja tullut perusmuodossaankin hyvin tarkaksi, helpoksi ja tehokkaaksi. Lisäksi nyt käytössä on 3D-ultraäänilaitteistoja, joiden avulla esimerkiksi kohdussa olevasta lapsesta saa kolmiulotteiselta näyttäviä kuvia.

Yllä olevassa kuvassa on vasemmalla eräs ensimmäisistä ultraäänikuvista ja oikealla tällainen 3D-kuva. Näiden kuvien välissä on siis 58 vuotta kestänyt tekniikan kehitys.

Onko laskutaito luontainen vai hankittu kyky? Ariel Starrin johtama tutkijaryhmä on todennut, että jo alle yksivuotiailla on intuitiivista ymmärrystä lukumääristä. Aiemminkin on saatu viitteitä siitä, että näillä alkeellisilla matemaattisilla kyvyillä on yhteys vastaaviin taitoihin myöhemmällä iällä – sekä lapsena että aikuisena.

Esimerkiksi matematiikassa menestyvien opiskelijoiden on todettu olevien hyviä myös lukumäärien arvioinnissa eli samantyyppisissä tehtävissä kuin nyt julkaistussa tutkimuksessa tehdyissä kokeissa. Ongelmana on kuitenkin ollut se, että tutkijat eivät ole voineet olla varmoja, onko lukumäärien arviointikyky auttanut matikan opinnoissa vai ovatko opinnot kehittäneet kykyä arvioida lukumääriä.

Uudessa tutkimuksessa luontaisten numeraalisten kykyjen on todettu ennakoivan selvästi matemaattista lahjakkuutta iän karttuessa.

Duke Universityssä tehdyssä tutkimuksessa oli mukana 66 puolivuotiasta lasta, joista kolme vuotta myöhemmin tehtyyn seurantaan osallistui 48 lasta (22 tyttöä ja 26 poikaa). Matemaattisia taitoja tutkittiin erilaisilla testeillä, joissa haasteena oli tietenkin se, että puolivuotiaat vesselit eivät paljon puhele – ainakaan kovin helposti ymmärrettävällä tavalla. Toisaalta tutkimuskohteiden oli oltava mahdollisimman nuoria, jotta vanhemmat ja ympäristö eivät olisi ehtineet vaikuttaa mahdollisiin luontaisiin kykyihin.

Yhdessä kokeessa esimerkiksi näytettiin kahdessa monitorissa kuvia, joissa oli pyöreitä täpliä. Toisessa monitorissa lukumäärä vaihteli kuvasta toiseen kymmenestä kahteenkymmeneen, toisessa se oli kaikissa kuvissa sama eli kymmenen. Täplien muodostamat kuviot sen sijaan vaihtelivat kummassakin ruudussa. Kokeen aikana tarkkailtiin kumpaa monitoria vauvat katselivat pidempään.

Kuvat vaihtuivat monitoreissa samaan aikaan. Koska vauvat kohdistavat katseensa yleensä mieluummin johonkin uuteen, tutkijat päättelivät, että lukumäärältään vaihtelevia täpliä tuijottavat koehenkilöt mielsivät nimenomaan täplien lukumäärän vaihtelun uutena ja kiinnostavana asiana.

Kolme vuotta myöhemmin samojen lasten matemaattisia kykyjä voitiin tutkia monimutkaisemmilla kokeilla, joilla pystyttiin selvittämään myös matematiikan symbolista hallintaa. Apinatkin kykenevät päättelemään kahdessa kuvassa olevien esineiden lukumäärän ja valitsemaan kolmannen kuvan, jossa esineitä on yhtä monta kuin kahdessa aiemmassa kuvassa yhteensä. Vain ihminen kykenee tekemään saman numeroilla.

Tutkimuksen tulokset osoittivat, että 3,5-vuotiaina matemaattisissa testeissä paremmin pärjänneillä oli ollut jo puolivuotiaina kehittyneempi kyky hahmottaa lukumääriä. Tutkijoiden mukaan se osoittaa ihmisellä olevan jo ennen puhekyvyn ja varsinaisten matemaattisten taitojen kehittymistä luontaista ymmärrystä luvuista.

Tutkimus on julkaistu 21. lokakuuta Proceedings of the National Academy of Sciences -verkkolehdessä.