珠心算相关脑激活区的fMRI研究

论文摘要

目的:应用fMRI技术分别对珠心算训练不同时期的儿童进行相同难度运算,以及相同训练时期的儿童进行不同难度运算时激活的相关脑功能区进行定位,并分析各激活脑区在珠心算中的作用。研究接受训练时间和任务难度不同时儿童珠心算相关脑激活区的变化,探讨珠心算训练对儿童数字计算相关脑功能区的影响。材料与方法:对12名接受过珠心算训练1年（初级组）和12名接受过珠心算训练3年（高级组）的学龄儿童,进行加、减法两种运算实验;并对高级组儿童进行三组不同难度（两位数两笔;两位数三笔;四位数三笔）的连续加法运算实验。采用组块设计模式,成像设备为Siemens公司Trio 3.0T磁共振扫描仪及头部正交线圈,应用EPI序列行BOLD-fMRI扫描。采用SPM2软件对原始图像进行处理分析,以获取执行不同任务的脑激活区结果,对脑激活区进行定位并比较珠心算不同时期和不同难度运算任务时儿童脑区激活的差别。结果:高级组成绩优于初级组,两种运算的计算正确率均高于初级组,反应时间短于初级组;运算任务难度增加可使计算正确率降低,反应时间延长。两组被试儿童在不同的运算任务中几乎均可见枕叶（双侧楔叶）及顶叶（楔前叶、顶下小叶）激活;不同难度的加法运算中亦可见顶、枕皮质的激活。初级组儿童激活的脑区较多,主要包括双侧枕叶（楔叶和舌回）、额叶（中上额区）、顶叶（楔前叶、顶下小叶）和颞叶（中上部及梭状回）,与高级组相比激活明显的脑区主要包括双侧额前皮质、双侧顶叶及颞叶中部。高级组儿童珠心算时激活的脑区少且集中,主要位于枕叶（楔叶及舌回）及顶叶（楔前叶及顶下小叶）。复杂运算时激活的脑区较简单运算更多,与相对简单的运算相比,难度增加时额叶（右侧额中回）的激活尤为明显,顶叶（楔前叶、顶下小叶及顶上小叶）、枕叶（楔叶）、颞叶（中部及梭状回）及小脑的激活增加。结论:珠心算训练能够有效提高儿童心算能力。珠心算训练后主要激活脑区位于顶叶及枕叶,表明儿童珠心算时数字加工主要依赖视觉空间策略。初级组儿童珠心算时激活的脑区较多,高级组儿童激活的脑区少且集中,表明通过珠心算训练可能会增强某些脑区对信息的加工能力,有效提高脑区的利用效率。随着难度的增大,激活的脑区增多,表明复杂运算时,需要更多在心算中起不同作用的特定脑区的参与。

论文目录

• 一、中文摘要
• 二、英文摘要
• 三、符号说明
• 四、正文
• （一） 前言
• （二） 材料和方法
• （三） 结果
• （四） 讨论
• （五） 结论
• （六） 附图表
• （七） 参考文献
• 五、致谢
• 六、攻读学位期间发表的论文