珠心算儿童数字记忆的神经机制研究

训练可以引起大脑功能和行为表现的显著变化。训练的结果之一是改变大脑激活的模式。珠心算训练可使得珠算专家在进行算术任务时具有不同寻常的速度和较高的准确性。然而,经过珠心算训练的儿童在进行数字记忆加工的神经机制仍然未知。在本文中,我们主要研究长期珠心算训练对儿童数字工作记忆的影响。我们选取了经过珠心算训练的儿童和匹配的对照组儿童各17名,采集了他们在进行数字和算珠两类工作记忆任务中的功能性磁共振成像数据和静息态数据。功能核磁共振成像显示珠心算组儿童相对于控制组儿童在这两个任务中都显著激活了右侧顶上小叶后部/枕上回,右侧辅助运动区。然后,选取这些组间显著差异脑区为感兴趣区,对静息态数据进行全脑的功能连接分析,组间分析结果显示,珠心算组相对于对照组儿童右侧的辅助运动区与右侧额下回之间功能连接显著增强。结果表明长期的珠心算训练可能使得视空间网络在数量信息记忆任务中的参与程度增加。右侧额下回被看做是注意相关脑区,因此功能连接结果表明长期的珠心算训练可能促进视空间网络和注意网络之间的功能整合性。     

用功能核磁共振成像研究珠心算儿童连加心算的神经机制

通过想像一个虚拟的算盘（珠像）,珠心算专家拥有非同一般的心算能力。但是,珠心算通过珠像进行心算的神经机制至今仍不明了。在本研究中,我们利用视觉和听觉两种方式让珠算专家和非珠算专家完成简单心算和复杂心算,通过功能核磁共振成像技术分析两组人在进行该任务时的脑活动情况．．我们发现两组被试者的脑激活有显著的差异。在珠算专家组中,简单连加任务激活的脑区主要是额一颞回路（外侧前运动区和颞叶后部）,在复杂连加任务中激活的脑区主要是额一顶回路（外侧前运动区和顶上小叶后部）：在对照组中,简单和复杂任务激活的脑区基本是一致的,主要包括双侧顶下小叶、前额及前运动区。此外。珠算组在视觉和听觉呈现的两种连加任务激活的脑区几乎是一样的。这些结果揭示了：（1）珠心算激活的脑区与普通心算不同,简单任务和复杂任务是由不同的神经回路完成的,简单任务与颞叶相关,而复杂任务与顶叶相关;（2）珠心算可能依赖视空间加_T-相关的神经回路来表征算珠;（3）颞叶后部和顶上小叶后部可能是与珠像有关的神经回路。     

珠心算训练儿童枕叶激活状态的fMRI研究

目的是应用功能磁共振成像(fMRI)探讨接受过珠心算训练的儿童与未接受过珠心算训练儿童(对照组)在执行不同计算任务时枕叶的激活状态,从而明确枕叶在珠心算中可能的作用机制。方法分别安排接受过3年珠心算训练的儿童(16名)和未经训练的对照组儿童(16名)执行加、减、乘、除运算任务及数物对照实验,同时进行fMRI检查,应用SPM2软件对原始图像进行数据处理,对相关脑区进行定位,重点研究枕叶的激活状态。结果珠心算训练组与未训练组儿童在计算过程中枕叶的激活有所不同,训练组儿童双侧枕叶均可见激活,主要为楔叶的激活,也可见舌回的激活,未训练组儿童主要为舌回激活。两组儿童不同运算枕叶激活范围差异具有统计学意义(P<0.01)。结论枕叶在珠心算中参与了视觉空间策略的处理过程,枕叶的激活状态可能与其神经机制有关。     

珠心算训练开发儿童智能的脑机制研究结题报告

目的探讨珠心算训练开发儿童智能的脑机制。方法用横向配伍和纵向配对设计方案,分别对珠心算训练组和未训练组学龄儿童进行瑞文推理智力测验、基本认知能力测验;并采用ERP(事件相关电位)、FMRI(功能性磁共振成像)、ET(脑电超慢涨落图)技术,测定两组儿童心算过程中大脑神经元激活的部位、区域范围大小和激活时间的先后,分析脑内神经化学物质的变化。采用多因素重复测量的方差分析和t检验等方法进行统计学处理。结果(1)训练组儿童智商明显高于未训练组(P<0.01);(2)训练组儿童数物感知觉主要激活枕叶,未训练组主要激活额叶;(3)在350ms-950ms时程内,两组被试心算过程涉及的脑区基本上相同,主要集中在额区、中央区、顶区,但训练组的正慢电位出现早,且波幅变化明显;(4)随着运算难度增加,与简单运算相比,部分原有激活脑区的范围和强度增大,而且出现新的特定脑区的激活;(5)心算过程中脑涨落图显示多个神经递质系统参与了珠心算运算过程,这些活动呈现抑制递质系统激活大于兴奋递质系统激活的模式,并呈现一定的空间分布特征。(6)两组儿童小脑半球都有激活。结论珠心算训练能促进儿童基本认知能力和智力的发展;珠心算训练使儿童对信息加工...     

珠心算儿童认知加工策略的脑功能定位

目的:本研究采用心理行为学、神经电生理学、脑功能成像学等多学科结合的技术方法观察珠心算儿童认知加工策略的脑定位。方法:以潍坊市某小学7-8岁80名儿童为研究对象,采用纵向研究配伍组设计,分别对实验组(珠心算练习组)和对照组(未练习组)儿童进行基本认知能力、瑞文推理智力,数、物感知觉能力进行测验,用ERP(事件相关电位)、fMRI(功能成像)和眼动仪采集各项指标,采集数据采用配对资料t检验和配伍组多因素方差分析进行统计学处理。结果:珠心算练习组儿童心算认知加工策略和脑功能激活区定位,与未练习者比较其区别;不同数学认知任务的信息加工速度、神经传导路径;不同珠心算方式(看、听心算)激活的脑区;纵向分析练习时间长短脑激活区的变化。揭示儿童珠心算认知加工策略的内在机制;探索儿童珠心算数学运算在大脑中的组织和加工过程。为推广珠心算训练开发脑功能提供科学的理论依据。     

静息态脑功能连接在不同认知状态老年人中的应用

目的探讨不同认知状态老年人静息态脑功能连接情况。方法收集阿尔茨海默病患者（AD组）13例、轻度认知功能障碍患者（MCI组）12例、认知正常老年人（对照组）13例，进行磁共振扫描，应用局部一致性（ReHo）方法确定种子点，并进行静息态功能连接分析。结果在静息状态下，AD组和MCI组患者的后扣带回区域、额叶内侧、前额叶背外侧和顶叶部分区域的ReHo均较高。与对照组相比，MCI患者左侧颞叶（颞下回及颞中回）、海马旁回及右侧枕叶舌回、皮层下的部分脑区ReHo显著降低；而右侧额叶（额上回、额中回及中央前回）、顶上小叶及左侧梭状回、颞上回、额下回的部分脑区ReHo显著增高。AD患者变化更加明显，额叶-顶叶，颞叶-脑岛，颞叶-枕叶之间的长距离连接降低，但是额叶内部和枕颞间、丘脑及颞叶间的功能连接增高，3组间差异有统计学意义（P＜0.05）。结论3组不同认知状态老年人的功能连接不同，有助于AD、MCI患者及正常老年人的鉴别诊断。     

用形态测量学和白质纤维束追踪方法研究珠心算儿童左侧梭状回脑区灰质结构变化以及关联的白质纤维束完整性

梭状回作为腹侧枕颞联合脑区的不可或缺的一部分,以往的研究表明这个脑区广泛参与到面孔识别、物体、位置和词汇等认知感知过程中。珠心算的研究表明,这个脑区可能在珠心算过程中作为算珠视觉表象的关键脑区。本研究使用形态测量学(VBM)和弥散张量成像(DTI)相结合的方法来探究长期的珠心算训练,是否会引起儿童的左侧梭状回灰质结构发生变化,以及与这个脑区相连的白质纤维束分布发生改变。我们的研究发现,与控制组相比,珠心算组儿童左侧梭状回的灰质体积显著减小,概率追踪分析显示珠心算组左侧钳部白质纤维束与左侧梭状回有显著连接,而对照组则没有发现该连接。进一步的分析发现,珠心算的左侧钳部的平均各项异性系数值(FA)明显大于对照组。左侧梭状回的灰质体积与左侧钳部白质平均FA值之间在珠心算组存在显著的负相关,而在对照组则存在正相关。本研究发现了灰质体积、白质各项异性系数和纤维束在珠心算儿童和对照组儿童之间的差异,并首次发现左侧梭状回灰质体积与左侧白质钳部微观属性间存在一定的关联。本研究从灰质和白质两个方面展示了经过珠心算训练后的儿童在左侧梭状回结构的变化,为珠心算训练引起结构可塑性的研究提供了证据。     

珠心算训练对儿童数学、认知转换能力及其关系的影响

以往的研究表明,珠心算作为一种中国传统的计算方法能够帮助儿童提高数学计算能力和工作记忆容量(执行功能成分之一)。本研究将进一步探索两个问题:一是珠心算训练能否影响更高级的数学能力——基于视觉空间方面的数学逻辑推理能力,二是珠心算训练能否影响执行功能的另一重要成分——认知转换能力。此外,本研究还考察了珠心算训练能否调节数学能力和认知转换能力之间的相关关系。在小学一年级入学时,我们把82名7岁儿童随机分配到珠心算组和对照组。之后,珠心算组儿童每周接受两小时左右的珠心算训练;对照组儿童则不进行任何珠算或珠心算方面的练习。在经过一年和三年的珠心算训练之后,我们对所有被试进行了数学和认知转换能力方面的测试。研究结果表明:(1)珠心算组儿童在数学计算能力和视觉空间逻辑推理能力方面均显著优于对照组;(2)珠心算组儿童在认知转换任务中的反应速度显著快于对照组,但两组儿童未在转换成本(switch cost,认知转换能力的常用指标)上表现出显著差异;(3)珠心算训练对数学能力和认知转换能力之间的关系具有调节作用,主要表现在认知转换能力对珠心算组儿童的数学能力影响更大。这些结果可能对儿童数学和执行功能方面的干预训练研究具有重要意义。     

长期珠心算训练赋予了儿童对算珠数字自动加工的能力

珠心算是一种基于虚拟算盘的特殊的计算策略。珠心算的专家可以快速准确的解决计算问题。以前的研究发现珠心算专家在执行数字任务的时候会有超长的表现并采用了特殊的神经连接。然而,这些研究大部分关注的都是对阿拉伯数字的感知和认知。对算珠数字的感知过程仍然是未知的。本研究采用列举任务的冲突实验探究了经过珠心算训练的儿童对算珠数字的自动化加工,在实验中给儿童呈现一个算珠数字对,要求儿童判断算珠中所含算珠个数的多少。结果发现,在算珠个数的判断任务中,珠心算组儿童的反应时和正确率都存在显著地一致性效应。这个结果说明在经过长时间的珠心算训练后,儿童对算珠数字数值的加工是一个自动化的过程。     

珠心算训练儿童加法心算的ERP早成分研究

目的：探讨了珠心算训练方式对儿童加法心算加工早期感知觉的影响。方法：采用事件相关电位（ERP）的引导方法,观察珠心算训练儿童与未训练儿童双位数加法心算时的ERP波形变化。、结果：与非珠心算训练儿童相比,在加法心算过程的早期阶段,珠心算训练儿童枕部P1、额中央区的N1波幅增大,而颞枕区N170以及额中央区P2波幅减小。结论：珠心算训练对儿童心算过程的早期感知有显著影响。     

珠心算训练提高儿童数字加工效率:来自数字Stroop范式下的ERP证据

本研究的研究目的是考察长期的珠心算(AMC)训练是否能提高儿童的数字处理效率,以及探究效率提升发生在什么阶段。33名儿童参加了本研究,他们在小学入学时随机分为两组,在年龄、性别和智商上进行匹配。所有的孩子参加相同的课程,珠心算组每周接受2小时的珠心算培训。经过为期两年的训练,我们让这些儿童完成一个数字Stroop任务(NSP)。用脑电图(EEG)和事件相关电位(ERP)记录技术监测任务期间的大脑活动情况。要求儿童判断同时呈现的两个数字的数值大小(NC任务)或物理大小(PC任务)。在NC任务中,珠心算组比控制组的反应时更快,但正确率相似。在PC任务中,两组的速度和准确性无差别。珠心算组在数字信息加工效率上得分更高。ERP的结果显示,珠心算组在N1、N2和LPC成分中都出现一致性效应,而对照组仅在LPC成分中出现一致性效应。在左顶叶,珠心算组的LPC幅度大于对照组,且LPC波幅的个体差异与NC一致和中性条件下的反应时值呈正相关,控制N2振幅后,相关性变得显著。我们的研究结果表明,珠心算训练可以强化符号表征和数量之间的内在联结,使珠心算儿童的数字信息处理变得更快,更加自动化。     

默认模式网络与任务正网络之间相互拮抗的神经动力学分析

任务正激活与任务负激活的工作机制是认知功能实现的基本要素.这一拮抗关系的失衡或者受损可能会引发一系列严重的退行性神经疾病，然而到目前为止，尚不清楚这种拮抗现象的神经机制.该文基于默认模式网络与任务正网络在突触层面上相互抑制的假设，并结合多种刺激条件下的工作记忆模型，进行了计算机数值模拟.研究结果表明: 1) 任务正网络与任务负网络之间在神经活动上呈现出拮抗关系； 2) 伴随着工作记忆刺激方向数目的增加，任务负网络神经活动的衰减程度会随之增大； 3) 当工作记忆相关的脑区其神经活动增加时，任务负网络的神经活动减少； 4) 并且随着工作记忆任务难度的增加，任务负网络的神经活动会迅速衰减.这些计算结果都与神经科学实验数据是匹配的.由于任务负激活是默认模式网络的主要特征，因此默认模式网络与任务正网络在突触层面上的相互抑制是这两种不同性质网络之间形成拮抗关系的根本原因.     

浅谈儿童珠心算与工作记忆子系统之间的关系

儿童珠心算是珠算和心算相结合的产物。近年来,有关到底是哪一个工作记忆附属系统(视觉空间画板、语音环路),负责着珠心算计算信息的短暂存储争议很多,本文旨在通过前人实验所得结果和核磁共振成像结果,简单论证有关工作记忆子系统与珠心算之间的关系。     

浙江大学在齐齐哈尔市连续五年珠心算对比实验测试工作圆满结束

<正>2014年12月4日至15日,由浙江大学物理系交叉实验室承担的国家项目——《珠心算练习对儿童的脑功能及结构网络的影响》课题研究,在黑龙江省和齐齐哈尔市珠算协会、市第一医院及龙沙区实验学校及财政、教育等有关方面的全力支持配合下,顺利完成对江岸小学、永裕小学156名学生的第5次认知行为学和第4次磁共振测试任务。据课题组组长反映,无论是团体测试还是单独测试、认知行为测试还是磁共振成像技术测试,均呈现出珠心算教育开发儿童智力潜能的作用。至此,浙江大学课题组在齐齐哈尔市龙沙区江岸、永裕、新明3所小学6个实验班,对比实     

对脑瘫儿童进行珠心算训练的个案研究

珠心算具有开发儿童智力、提高注意力、开拓思维等功能。珠心算训练对脑瘫儿童是否具有康复功能?笔者历时八个月对脑瘫儿童——小杨,采用了一对一的珠心算训练个案研究。实践结果证明:一对一的珠心算训练,对轻度智障的脑瘫儿童提高手指精细化动作,对促进手脑协调能力与反应速度等方面具有显著成效。     

小谢爱上了珠心算——对中重度智障儿童的学习个案研究

一、引言珠心算,简单说就是空打算盘,是依靠人的视、听、触觉等感官把抽象的数字变成直观的算珠映像,并在脑中快速完成计算的过程。中重度智障儿童认知能力弱,记忆保持短,学习缺乏动机,迁移能力差,他们的身心发展明显低于一般儿童。如何帮助中重度智障儿童     

珠心算神经生理机制研究与启智方案初探

<正>珠心算有促进儿童注意力、观察力、记忆力等智力因素提高的显著作用,尤其是随着脑功能成像技术的发展,使对珠心算的神经生理机制的研究达到精确化、准确化程度。因此,以珠心算的神经生理机制研     

珠心算的神经基础及珠心算训练对儿童脑可塑性的影响

"珠心算"又称为珠算式心算,就是运用珠算原理进行心算的一种方法。经过珠心算训练的儿童,不仅有更快的心算能力,还具有更强的数字记忆能力。珠心算的特点及其练习产生的效果,引起了儿童教育界人士的关注,同时也引起了心理学家、认知神经学家的兴趣。目前,一些研究者通过具体的教育实践认为,珠心算练习不但对提高儿童的计算能力有促进作用,而且对其他方面的大脑功能和认知品质的发展也     

珠心算具有开发儿童智力潜能的作用

一、前言 在传统珠算基础上发展而来的珠心算，是珠算发展史上的一场革命，它使传统珠算的计算功能发展为开智和教育功能，适合4—12岁儿童学习，最佳学习年龄为4—10岁。多年的教学实践表明：珠心算不仅能显著提高儿童的心算技能，而且在学习中通过左右手联合拨珠，可以促进儿童左右脑更加平衡发展。     

从数学的角度看珠心算对学生发展的影响

<正>近年来,珠心算除了它所具有的计算功能外,更以它逐渐展现出来的对儿童的开智功能而受到人们重视。那么,珠心算对学生的发展是如何发挥作用?下面笔者就以亲身经历和体会,结合相关理论知识来谈一谈这个问题。