影响数字运算的脑机制研究述评论文

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1、影响数字运算的脑机制研究述评论文【摘要】数字运算有其基本过程，也有相应的脑机制。但关于脑机制的研究结论存在许多分歧。影响数字基本运算的因素主要有三个：（1）数学知识；（2）策略；（3）难度。研究发现，各个因素各自具有相应的脑机制。因此，实际运算时的脑机制可能呈现出复杂性。未来要解决的问题是，着重研究各种运算策略的脑机制。【关键词】数字基本运算；数学知识；策略；难度；脑机制【Abstract】Therearebasiccoursesembeddedintobrainmechanismsintheoperationso

2、farithmetic,buttheopinionsonbrainmechanismsaredifferentinmanystudies.Ingeneral，threefactorsonthearithmeticoperationsarethefolloaticalfacts;（2）strategies;（3）procedureplexity.Thesefactors’sfunctionisbasedcorrespondinglyontheirbrainmeachanisms.Sobrainmechanismsof

3、fundamentaloperationsofarithmeticareplicated.Theproblemtobeexploredinthefutureisthebrainmechanismsofdifferentstrategiesinthearithmeticoperations.【Keyentaloperationsofarithmetic;arithematicalfacts;strategies;procedureplexity;brainmechanisms数字认知加工在人们日常生活和从事科学实践活

4、动中是不可缺少的，也是人类智力活动的重要表现。它在人头脑中的表征特点及其脑机制一直是人们关心而又不清楚的问题。目前存在多个关于数字表征和加工的理论，其中.freeler等［3］对一位失运算者的研究发现，其减法的损伤程度大于乘法。而对另一位失运算者的研究发现，乘法的损伤程度大于减法。Dehaene等让被试分别进行精确加法（如3+2=5）或近似运算（如3+2=6或4都算对），揭示出双侧顶叶在近似条件比精确条件显示出较大激活；与此相反，精确运算与近似估计相比在左下额叶激活。作者认为数的精确运算依赖于特殊的语言表征，所以左

5、额叶参与；而近似算数不依赖语言，故主要由左、右顶叶的数量表征来完成［1］。因此，Dehaene用磁共振技术验证了其三码模型同时，也进一步对其模型作了补充，即，精确运算是在左额区。对于简单相加，有人却发现，额下叶，左侧半球上的扣带回和左楔前叶激活［8］。deJong则发现，双侧顶下叶、左前运动皮层和辅助运动区激活，无额区激活［9］。DuffauH等发现，左顶内沟前部的损伤会使减法运算受到破坏［10］。KongJian等对正常人数字加减运算的神经机制研究后发现，对于加法运算，主要是左扣带回、额中回和左侧脑岛得到激活；而

6、对于减法运算，除了加法运算激活的区域之外，还有右顶下叶、左楔前叶、左顶上回被激活［11］。但Burbaud等却发现，减法激活额中回［12］。Roland采用连续相减法的研究则发现，双侧激活，右半球为主；脑后部区域（角回）、额区、运动前区和运动区均有激活［13］。但Rueckert等采用连续相减法的研究却发现，双侧运动区，运动前区，左、右额皮层和双侧脑后部-顶部皮层均有激活。同时，又存在个体差异，有的被试左右脑岛激活，左颞皮层激活［14］。Ghatan的研究发现，对于减法，顶部区域、额区和小脑双侧、左侧运动前区和扣带

7、皮层前部得到激活［15］。Hiroakikazui对数字运算的研究发现，实际运算过程（数字连续相减）则主要是激活了右顶（负责数字的对齐）、双侧额区（保持运算结果）［3］。当前，关于数字运算的神经机制研究为数不少，但是研究结论还存在分歧。除了成像技术上的原因，数学运算时内在数学知识的结构不同也是一个重要原因。脑损伤病人研究表明，这个系统是独立的，并有其自身的运作方式。而且，前述关于数学知识提取的脑机制研究已表明其复杂性［3］。还有一个可能原因是运算任务不同。研究中用到的任务具有如下特点：(1)从数字的位数来看，存在简

8、单运算（一位数）和复杂运算（二位数）。有的研究认为，这个维度也反映出运算难度；(2)从运算的精确程度来看，存在精确运算和估算；(3)从运算是否需要工作记忆来看，存在连续运算和独立运算。(4)运算任务多为减法运算。因为，相对于加法，减法更需要以数量编码形式来实现。由于运算过程包括：数字信息或加法乘法表信息的提取；数字的空间对齐；程序性知识；计算结果的保持［3］