家長(zhǎng)希望孩子能學(xué)好數(shù)學(xué)，擁有超強(qiáng)的邏輯思維能力,，孩子的數(shù)學(xué)思維學(xué)習(xí)是從數(shù)手指逐漸過(guò)渡到從記憶中提取事實(shí)的,，這種轉(zhuǎn)變對(duì)有的孩子來(lái)說(shuō)很容易，對(duì)于有些孩子卻是困難重重,，其中的原因又是什么呢,？

現(xiàn)在，一項(xiàng)新的大腦成像研究首次提供了縱向研究的證據(jù),，以解釋兒童的大腦如何處理數(shù)學(xué)知識(shí),。斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一項(xiàng)研究顯示，一組重要的大腦變化（其中許多變化涉及被稱(chēng)為海馬體的記憶中心）,，對(duì)這種解決數(shù)學(xué)問(wèn)題方式的轉(zhuǎn)變至關(guān)重要,。

海馬體Hippocampus

又名海馬回、海馬區(qū),、大腦海馬,，因該結(jié)構(gòu)形狀和海馬相似而得名。海馬體位于大腦丘腦和內(nèi)側(cè)顳葉之間,，屬于邊緣系統(tǒng)的一部分,，主要負(fù)責(zé)長(zhǎng)時(shí)記憶的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換和定向等功能。

研究結(jié)果于8月17日在《自然神經(jīng)科學(xué)》網(wǎng)站上發(fā)表,，它解釋了認(rèn)知技能正常發(fā)展過(guò)程中大腦的重組,，并將作為未來(lái)研究的一個(gè)對(duì)照點(diǎn)，研究患有學(xué)習(xí)障礙的兒童大腦中出錯(cuò)的原因,。

“我們想了解孩子們是如何獲得新知識(shí)的,，并確定為什么有些孩子比其他人更善于從記憶中提取事實(shí)，”精神病學(xué)和行為科學(xué)教授,、該研究的資深作者維諾德·梅農(nóng)博士說(shuō),?！斑@項(xiàng)研究揭示了每個(gè)孩子在認(rèn)知發(fā)展過(guò)程中所發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化?！?/p>

這項(xiàng)研究還補(bǔ)充了先前關(guān)于兒童和成人大腦如何解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的差異的研究,。研究顯示，當(dāng)兩組兒童在解決相同類(lèi)型的數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),，他們大腦的某些區(qū)域,，包括海馬體和前額葉皮層的使用，與成年人非常不同,。

研究報(bào)告的第一作者,、博士后秦少正說(shuō)：“讓我們感到驚訝的是，兒童的海馬和前額葉對(duì)解決記憶問(wèn)題的影響與成人大腦完全不同,?！?/p>

轉(zhuǎn)變策略

在這項(xiàng)研究中，28名兒童在接受兩次功能性磁共振成像腦部掃描的同時(shí)解決簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)問(wèn)題,，間隔大約1.2年之后再掃描一次,。研究人員同時(shí)掃描了20名青少年和20名成年人。在研究開(kāi)始時(shí),，這些孩子的年齡是兒童7-9歲,，青少年14-17歲，成人19-22歲,，參與者的智力正常,。因?yàn)檫@項(xiàng)研究檢查的是正常的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，所以潛在的數(shù)學(xué)相關(guān)學(xué)習(xí)障礙和注意力缺陷多動(dòng)障礙的參與者被排除在外,。這些兒童和青少年在學(xué)校學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),，研究人員沒(méi)有提供任何數(shù)學(xué)指導(dǎo)。

在研究中,，這些平均年齡8-9歲的孩子他們?cè)诮鉀Q數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)變得更快,、更準(zhǔn)確，越來(lái)越多地依賴于從記憶中檢索數(shù)學(xué)事實(shí),，而較少依賴于計(jì)數(shù)的方式,。隨著解決數(shù)學(xué)問(wèn)題方式的轉(zhuǎn)變,，研究人員發(fā)現(xiàn)孩子們的大腦也發(fā)生了一些變化,。海馬體在形成新記憶過(guò)程中扮演著重要角色，一年后,，兒童大腦中的海馬體被激活得更多,。而參與計(jì)數(shù)的大腦區(qū)域，包括部分前額葉皮層和頂葉皮層,，被激活的較少,。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),，海馬體與兒童大腦其他部位的連接程度發(fā)生了變化，一年后,，兒童大腦的前額葉皮質(zhì),、前顳葉皮質(zhì)和頂葉皮質(zhì)與海馬體的連接更為緊密。至關(guān)重要的是,，這些連接越強(qiáng),，孩子從記憶中檢索數(shù)學(xué)事實(shí)的能力就越強(qiáng)，這一發(fā)現(xiàn)為今后研究數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)障礙提供了新的起點(diǎn),。

一年后兒童更多地使用海馬體,，但青少年和成年人在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)很少使用海馬體。相反,，他們從大腦皮層中發(fā)達(dá)的信息存儲(chǔ)中提取數(shù)學(xué)事實(shí),。

記憶支架

梅農(nóng)說(shuō)：“這意味著海馬體為兒童的大腦提供了一個(gè)學(xué)習(xí)和將事實(shí)鞏固為長(zhǎng)期記憶的支架?！焙⒆觽兊拇竽X正在建立數(shù)學(xué)知識(shí)的圖式,。海馬體幫助支撐大腦的其他部分，就像成年人建立起用來(lái)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的神經(jīng)連接一樣,?！俺赡耆瞬恍枰@個(gè)支架，因?yàn)閷?duì)數(shù)學(xué)事實(shí)的記憶很可能已經(jīng)被整合進(jìn)了新大腦皮層,，”他說(shuō),。有趣的是，研究還表明,，盡管成年人的海馬體不如兒童活躍,，但它似乎保留了成年人通常從新大腦皮層獲取的數(shù)學(xué)信息的備份。

研究人員比較了兒童,、青少年和成年人在正確解決數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)大腦活動(dòng)模式的變化程度,。青少年和成年人的大腦活動(dòng)模式比兒童更穩(wěn)定，這表明隨著大腦在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題上越來(lái)越熟練,，它的活動(dòng)也變得更加一致,。

梅農(nóng)說(shuō)，下一步是將關(guān)于正常數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的新發(fā)現(xiàn)與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)障礙兒童的情況進(jìn)行比較,。他說(shuō)：“我們知道,，對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)障礙的兒童來(lái)說(shuō)，流利檢索事實(shí)的能力是一個(gè)基本問(wèn)題,，即便他們升入高中和大學(xué),，這仍然是一個(gè)瓶頸。這是否是因?yàn)樵趯W(xué)習(xí)的早期階段,，海馬體無(wú)法提供一個(gè)可靠的支架,，在大腦的其他部分建立良好的數(shù)學(xué)事實(shí)表征,，因此孩子繼續(xù)使用低效的方法來(lái)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題？我們想測(cè)試一下,?！?/p>

這項(xiàng)研究得到了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(HD047520、HD059205和MH101394),、斯坦福兒童健康研究所,、露西爾·帕卡德兒童健康基金會(huì)、斯坦福臨床和轉(zhuǎn)化科學(xué)獎(jiǎng)(UL1RR025744)和荷蘭科學(xué)研究組織的支持,。

孩子越年幼大腦越是處于高速塑造的階段,。幼年時(shí)期一些頻繁的行為能塑造大腦，技能會(huì)以神經(jīng)元的方式“長(zhǎng)”在大腦里,。通過(guò)以上研究我們不難看出,，如果一個(gè)孩子經(jīng)常正確地學(xué)習(xí)和練習(xí)數(shù)學(xué)，塑造新記憶的海馬體就會(huì)被頻繁地激活,，那么大腦也會(huì)越來(lái)越擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)的,！