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家长希望孩子能学好数学，拥有超强的逻辑思维能力，孩子的数学思维学习是从数手指逐渐过渡到从记忆中提取事实的，这种转变对有的孩子来说很容易，对于有些孩子却是困难重重，其中的原因又是什么呢？  现在，一项新的大脑成像研究首次提供了纵向研究的证据，以解释儿童的大脑如何处理数学知识。斯坦福大学医学院的一项研究显示，一组重要的大脑变化（其中许多变化涉及被称为海马体的记忆中心），对这种解决数学问题方式的转变至关重要。 海马体Hippocampus 又名海马回、海马区、大脑海马，因该结构形状和海马相似而得名。海马体位于大脑丘脑和内侧颞叶之间，属于边缘系统的一部分，主要负责长时记忆的存储转换和定向等功能。  研究结果于8月17日在《自然神经科学》网站上发表，它解释了认知技能正常发展过程中大脑的重组，并将作为未来研究的一个对照点，研究患有学习障碍的儿童大脑中出错的原因。 “我们想了解孩子们是如何获得新知识的，并确定为什么有些孩子比其他人更善于从记忆中提取事实，”精神病学和行为科学教授、该研究的资深作者维诺德·梅农博士说。“这项研究揭示了每个孩子在认知发展过程中所发生的动态变化。” 这项研究还补充了先前关于儿童和成人大脑如何解决数学问题的差异的研究。研究显示，当两组儿童在解决相同类型的数学问题时，他们大脑的某些区域，包括海马体和前额叶皮层的使用，与成年人非常不同。 研究报告的第一作者、博士后秦少正说：“让我们感到惊讶的是，儿童的海马和前额叶对解决记忆问题的影响与成人大脑完全不同。” 转变策略 在这项研究中，28名儿童在接受两次功能性磁共振成像脑部扫描的同时解决简单的数学问题，间隔大约1.2年之后再扫描一次。研究人员同时扫描了20名青少年和20名成年人。在研究开始时，这些孩子的年龄是儿童7-9岁，青少年14-17岁，成人19-22岁，参与者的智力正常。因为这项研究检查的是正常的数学学习，所以潜在的数学相关学习障碍和注意力缺陷多动障碍的参与者被排除在外。这些儿童和青少年在学校学习数学，研究人员没有提供任何数学指导。 在研究中，这些平均年龄8-9岁的孩子他们在解决数学问题时变得更快、更准确，越来越多地依赖于从记忆中检索数学事实，而较少依赖于计数的方式。随着解决数学问题方式的转变，研究人员发现孩子们的大脑也发生了一些变化。海马体在形成新记忆过程中扮演着重要角色，一年后，儿童大脑中的海马体被激活得更多。而参与计数的大脑区域，包括部分前额叶皮层和顶叶皮层，被激活的较少。 科学家们还发现，海马体与儿童大脑其他部位的连接程度发生了变化，一年后，儿童大脑的前额叶皮质、前颞叶皮质和顶叶皮质与海马体的连接更为紧密。至关重要的是，这些连接越强，孩子从记忆中检索数学事实的能力就越强，这一发现为今后研究数学学习障碍提供了新的起点。 一年后儿童更多地使用海马体，但青少年和成年人在解决数学问题时很少使用海马体。相反，他们从大脑皮层中发达的信息存储中提取数学事实。  记忆支架 梅农说：“这意味着海马体为儿童的大脑提供了一个学习和将事实巩固为长期记忆的支架。”孩子们的大脑正在建立数学知识的图式。海马体帮助支撑大脑的其他部分，就像成年人建立起用来解决数学问题的神经连接一样。“成年人不需要这个支架，因为对数学事实的记忆很可能已经被整合进了新大脑皮层，”他说。有趣的是，研究还表明，尽管成年人的海马体不如儿童活跃，但它似乎保留了成年人通常从新大脑皮层获取的数学信息的备份。 研究人员比较了儿童、青少年和成年人在正确解决数学问题时大脑活动模式的变化程度。青少年和成年人的大脑活动模式比儿童更稳定，这表明随着大脑在解决数学问题上越来越熟练，它的活动也变得更加一致。 梅农说，下一步是将关于正常数学学习的新发现与数学学习障碍儿童的情况进行比较。他说：“我们知道，对数学学习障碍的儿童来说，流利检索事实的能力是一个基本问题，即便他们升入高中和大学，这仍然是一个瓶颈。这是否是因为在学习的早期阶段，海马体无法提供一个可靠的支架，在大脑的其他部分建立良好的数学事实表征，因此孩子继续使用低效的方法来解决数学问题？我们想测试一下。” 这项研究得到了美国国立卫生研究院(HD047520、HD059205和MH101394)、斯坦福儿童健康研究所、露西尔·帕卡德儿童健康基金会、斯坦福临床和转化科学奖(UL1RR025744)和荷兰科学研究组织的支持。 孩子越年幼大脑越是处于高速塑造的阶段。幼年时期一些频繁的行为能塑造大脑，技能会以神经元的方式“长”在大脑里。通过以上研究我们不难看出，如果一个孩子经常正确地学习和练习数学，塑造新记忆的海马体就会被频繁地激活，那么大脑也会越来越擅长数学的！ |
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