家長希望孩子能學好數(shù)學，擁有超強的邏輯思維能力，孩子的數(shù)學思維學習是從數(shù)手指逐漸過渡到從記憶中提取事實的，這種轉(zhuǎn)變對有的孩子來說很容易，對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)學知識。斯坦福大學醫(yī)學院的一項研究顯示，一組重要的大腦變化（其中許多變化涉及被稱為海馬體的記憶中心），對這種解決數(shù)學問題方式的轉(zhuǎn)變至關重要。
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，主要負責長時記憶的存儲轉(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》網(wǎng)站上發(fā)表，它解釋了認知技能正常發(fā)展過程中大腦的重組，并將作為未來研究的一個對照點，研究患有學習障礙的兒童大腦中出錯的原因。
“我們想了解孩子們是如何獲得新知識的，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，”精神病學和行為科學教授、該研究的資深作者維諾德·梅農(nóng)博士說?！斑@項研究揭示了每個孩子在認知發(fā)展過程中所發(fā)生的動態(tài)變化。”
這項研究還補充了先前關于兒童和成人大腦如何解決數(shù)學問題的差異的研究。研究顯示，當兩組兒童在解決相同類型的數(shù)學問題時，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。
研究報告的第一作者、博士后秦少正說：“讓我們感到驚訝的是，兒童的海馬和前額葉對解決記憶問題的影響與成人大腦完全不同。”
轉(zhuǎn)變策略
在這項研究中，28名兒童在接受兩次功能性磁共振成像腦部掃描的同時解決簡單的數(shù)學問題，間隔大約1.2年之后再掃描一次。研究人員同時掃描了20名青少年和20名成年人。在研究開始時，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。因為這項研究檢查的是正常的數(shù)學學習，所以潛在的數(shù)學相關學習障礙和注意力缺陷多動障礙的參與者被排除在外。這些兒童和青少年在學校學習數(shù)學，研究人員沒有提供任何數(shù)學指導。
在研究中，這些平均年齡8-9歲的孩子他們在解決數(shù)學問題時變得更快、更準確，越來越多地依賴于從記憶中檢索數(shù)學事實，而較少依賴于計數(shù)的方式。隨著解決數(shù)學問題方式的轉(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。至關重要的是，這些連接越強，孩子從記憶中檢索數(shù)學事實的能力就越強，這一發(fā)現(xiàn)為今后研究數(shù)學學習障礙提供了新的起點。
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)學問題時很少使用海馬體。相反，他們從大腦皮層中發(fā)達的信息存儲中提取數(shù)學事實。
記憶支架
梅農(nóng)說：“這意味著海馬體為兒童的大腦提供了一個學習和將事實鞏固為長期記憶的支架?！焙⒆觽兊拇竽X正在建立數(shù)學知識的圖式。海馬體幫助支撐大腦的其他部分，就像成年人建立起用來解決數(shù)學問題的神經(jīng)連接一樣?！俺赡耆瞬恍枰@個支架，因為對數(shù)學事實的記憶很可能已經(jīng)被整合進了新大腦皮層，”他說。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)學問題時大腦活動模式的變化程度。青少年和成年人的大腦活動模式比兒童更穩(wěn)定，這表明隨著大腦在解決數(shù)學問題上越來越熟練，它的活動也變得更加一致。
梅農(nóng)說，下一步是將關于正常數(shù)學學習的新發(fā)現(xiàn)與數(shù)學學習障礙兒童的情況進行比較。他說：“我們知道，對數(shù)學學習障礙的兒童來說，流利檢索事實的能力是一個基本問題，即便他們升入高中和大學，這仍然是一個瓶頸。這是否是因為在學習的早期階段，海馬體無法提供一個可靠的支架，在大腦的其他部分建立良好的數(shù)學事實表征，因此孩子繼續(xù)使用低效的方法來解決數(shù)學問題？我們想測試一下?！?/p>
這項研究得到了美國國立衛(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、斯坦福臨床和轉(zhuǎn)化科學獎(UL1RR025744)和荷蘭科學研究組織的支持。
孩子越年幼大腦越是處于高速塑造的階段。幼年時期一些頻繁的行為能塑造大腦，技能會以神經(jīng)元的方式“長”在大腦里。通過以上研究我們不難看出，如果一個孩子經(jīng)常正確地學習和練習數(shù)學，塑造新記憶的海馬體就會被頻繁地激活，那么大腦也會越來越擅長數(shù)學的！
