简单与复杂算术中精算与估算的脑机制差异研究

论文摘要

精算（Whole-calculation strategy）是指个体对算式或数字做出准确结果时所采用的认知策略,而估算（approximate-calculation）是指个体以某一参照数为标准,对算式或数字做出估计而采用的认知策略。精算和估算两种策略与人们日常生活具有密切的关系,故对两种策略分离的脑机制研究也是近几年国外心理学家研究的热点。目前,前人通过许多脑损失病人和正常人的研究在行为层面和神经心理学层面找到了两种策略分离的证据,取得了大量丰富的成果。其中,近年来比较突出的要数Dehane等人在这方面的研究。如Dehane等人于1999年在Science杂志上发表了一篇关于精估算分离的文章,在该研究中作者以正常人为被试,通过一系类实验系统地探讨了简单算术中精、估算所依赖的脑功能的差异。尽管如此,精算与估算的分离机制的研究还有许多亟待解决的问题。第一,前人研究简单算术的精、估算范式的本身缺陷,可能混入了一些重要的无关变量,影响了结果的客观性,故需要探讨出新的实验范式,更加客观地揭示简单算术中两种策略的神经机分离机制；第二,复杂算术中精、估算的脑机制的时程变化特点是什么?第三,简单算术中精、估算分离机制与复杂算术中精、估算分离机制的所依赖的神经基础有哪些异同?第四,简单算术中估算难度效应的脑机制分离及复杂算术中估算难度效应的脑机制分离所依赖的神经基础有哪些异同?基于此,我们把这些问题汇合成两大研究,通过6个实验来系统地探讨。本研究主要得到以下结论（1）简单算术大、小问题的识别和记忆在各时间窗口及脑区均未表现出ERP波幅的差异。（2）在简单算术任务中,被试对算式结果一致和结果接近答案的反应,表现出脑机制的差异在额叶区与中央区。（3）以选择一样或接近算式的结果作为精、估算的区分,精算范式下的问题大小分离机制与估算范式下的问题大小分离机制在各皮层时程特点没有差异。（4）采用不等式范式,以不同空间大小诱发简单算术精、估算,结果发现两种机制的分离主要在中央区与枕叶区。（5）复杂算术精估算时程变化特点：最先出现差异的区域是右中央-顶叶区与右顶-枕叶区,接着转换到中前额-中央区、随后又同时出现在左前额与右枕-顶叶区。其中,右中央-顶叶区与右顶-枕叶区可能与策略选择有关。中前额-中央区与右顶-枕叶区与两种策略的执行有关。（6）简单算术的难度效应的分离主要体现在右半球与枕叶区,复杂算术估算难度效应的分离主要体现在中前额—中央区。在这些研究结论基础上,我们较为系统地揭示了简单算术中精、估算的分离的脑机制及估算的难度效应,复杂算术中精、估算的分离的脑机制及估算的难度效应。回答了以往研究中没有很好解决或者没有解决的四个问题,并对精算与估算的分离的机制的本质做出了理论性地探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 文献综述
• 1.1 算术策略的内涵
• 1.2 算术策略的研究进展
• 1.3 精算与估算分离的证据
• 1.3.1 行为层面的分离证据
• 1.3.2 神经心理学层面的分离证据
• 1.4 前人研究缺陷及问题提出
• 第二部分 研究目的、内容、意义、创新点及方法
• 2.1 研究目的
• 2.2 研究内容
• 2.2.1 具体研究内容如下
• 2.2.3 研究的结构图
• 2.3 研究意义
• 2.4 研究创新点
• 2.5 研究方法
• 第三部分 实验设计及结果分析
• 研究一:简单算术中的精算与估算的脑机制研究
• 3.1 问题提出
• 3.2 实验1:非计算性认知加工对大小问题算术的影响
• 3.2.1 研究目的
• 3.2.2 研究方法
• 3.2.3 实验结果
• 3.2.4 实验1讨论
• 3.3 实验2:精算与估算研究范式脑机制差异探讨
• 3.3.1 研究目的
• 3.3.2 研究方法
• 3.3.3 实验结果
• 3.3.4 实验2讨论
• 3.4 实验3:精、估算范式下问题大小效应时程活动特点
• 3.4.1 研究目的
• 3.4.2 研究方法
• 3.4.3 实验结果
• 3.4.4 实验3讨论
• 3.5 实验4:简单加法中精算与估算分离的脑机制及各自的难度效应
• 3.5.1 研究目的
• 3.5.2 研究方法
• 3.5.3 实验结果
• 3.5.4 实验4讨论
• 3.6 研究一:总讨论
• 研究二:复杂算术中精算与估算的脑机制
• 3.7 问题提出
• 3.8 实验5复杂算术精算与估算的脑机制及皮层活动效应
• 3.8.1 研究目的
• 3.8.2 实验方法
• 3.8.3 实验结果
• 3.8.4 实验5讨论
• 3.9 实验6复杂加法中估算难度效应及分离的脑机制
• 3.9.1 研究目的
• 3.9.2 实验方法
• 3.9.3 实验结果
• 3.10 研究二:总讨论
• 第四部分 综合讨论
• 4.1 简单算术中精、估算分离脑机制及估算的难度效应
• 4.1.1 简单算术精、估算分离的基本思路
• 4.1.2 探讨简单算术精、估算分离的各实验结论
• 4.1.3 简单算术中精、估算分离的时程皮层活动特点
• 4.1.4 简单算术中估算的难度效应的皮层时程活动特点
• 4.2 复杂算术中精、估算分离脑机制及估算的难度效应
• 4.2.1 探讨复杂算术精、估算分离的基本思路
• 4.2.2 复杂算术中精、估算分离的时程皮层活动特点
• 4.2.3 复杂算术中估算的难度效应的皮层时程活动特点
• 4.3 简单、复杂算术中精估算皮层时程差异及估算难度效应
• 4.3.1 复杂算术精估算与简单算术精估算的时程差异特点
• 4.3.2 复杂算术中估算难度差异与简单算术中估算难度差异的比较
• 4.4 当前研究可能存在的问题
• 第五部分 主要研究结论
• 参考文献
• 后记
• 附录
• 硕士期间成果