论文摘要
目的应用功能磁共振（functional MRI，fMRI）研究性别间数学活动的行为学差异及脑功能基础。资料和方法20名年轻右利手正常志愿者（男女各10名）参加实验，年龄21～24岁，平均年龄22.4±0.8岁。实验采用组块设计的方法，实验任务有三项，分别是数字辨认、一位数简单加法和二位数复杂加法。数字辨认内容为每个数为一位或两位数的数字，如“90 32 2”。当三个数字中包含至少一个“0”时，要求被试学生按左键，如果没有“0”时按右键；简单加法的内容为加数和结果都为小于或等于5的随机一位数，如“1+3=5”，所有加数和结果均不出现“0”。实验要求被试学生判断答案是否正确，答案正确时按左键，错误时按右键；复杂计算的加数和结果为随机的两位数，如“15+71=86”，结果没有进位，所有加数和结果的个位数均不出现“0”。实验要求被试学生判断回答的形式同简单加法。数字辨认和简单加法的每道题目呈现时间为2000ms，10道题目组成一个组块，重复两次；复杂计算每道题目呈现时间为4000ms，8道题目组成一个组块，重复两次。每个组块任务之间及任务结束后设定20秒休息时间。行为学数据用社会科学统计软件包（Statistical Package for the Social Sciences，SPSS）13.0统计软件进行分析，比较男女性别之间在处理上述三个数学计算问题时的反应时间和正确率，应用AFNI（Analysis of Functional Neuroimages，AFNI）软件分析被试学生在数学计算活动中脑区的激活结构，并比较在执行三个任务时男女两个性别组之间的脑区激活差异。结果行为学结果分析显示男、女性两组被试学生在处理数字辨认问题时的反应时间分别为649.33ms和727.83ms，正确率男性是95.7％，女性是95.8％；男、女性两组被试学生在处理简单加法问题时的反应时间分别为834.65ms和874.52ms，正确率男性是90.4％，女性是90.6％；男、女性两组被试学生在处理复杂加法问题时的反应时间分别为1737.28ms和1867.70ms，正确率男性是88.5％，女性是92.6％。男女两组被试学生在数字和简单加法上的反应时间和正确率均无统计学差异；在复杂加法上的反应时间和正确率有统计学差异。脑功能分析（AFNI）结果分析显示，在执行数字辨认任务上，男、女性组额叶、顶叶激活脑区均以左侧为主。额叶主要差异在额叶内侧激活脑区，男性组的激活体素为4779mm3，女性组的激活体素为1944mm3。在顶叶，主要差异在中央后回连接到顶下小叶的激活脑区和左侧楔前叶脑区，男性组的激活强度均为F=7，体素分别为20682mm3和2457mm3；女性组类似部位激活强度均为F=5，体素分别为2187mm3和513mm3。在执行简单加法任务时，在左侧额叶上男性有一个额上回连接到两侧额叶内侧的激活，体素为4212mm3，强度为F=8；女性在额叶上没有激活。男性在左侧额—顶叶交界的部位有一个21708mm3的脑区激活，包括了中央前、后回和顶下小叶，强度为F=7；女性类似脑区顶下小叶区，激活体素2530mm3，强度为F=5。两性均有左侧楔前叶的激活，而男性尚有右侧楔前叶的激活。在复杂加法上，女性以左侧脑区激活为主，男性以右侧为主；在额叶上女性几乎所有部位均有激活，包括背外侧的左额上回，两侧额中回，额下回，额叶内侧上部和前部，额叶前下部和眶额叶部，还向后与中央前回相连。男性则包括右侧背外侧额上回前部，右侧额中回前部及内侧，左侧额下回，左侧额叶内侧。顶叶上也是女性以左侧脑区激活为主，男性以右侧脑区激活为主。女性主要是两侧楔前叶，左侧顶下小叶激活，其他还有右侧顶上小叶，左侧中央后回等，其中左侧楔前叶激活最为明显，并且向下与楔叶相连，体素为11383mm3，强度为F=7；男性则是以右侧顶上小叶和右侧顶内沟为中心的脑区激活明显，包括右侧顶上小叶，楔前叶，缘上回，向后下与枕叶激活区相连，激活体素为7206mm3，强度为F=8。另外还有右侧中央后回激活。在颞叶上男性分别是左右颞上回，女性是左侧颞上回、颞中回激活。结论不同性别间在数字辨认、简单加法和复杂加法上都有一定的脑区激活差异，表明两性别在执行数学任务时在生物学上有差异。