你有沒(méi)有想過(guò)，大腦是如何進(jìn)行加減乘除的？

美國(guó)卡耐基梅隆大學(xué)(下文簡(jiǎn)稱CMU)一項(xiàng)新近研究揭示了處理復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)大腦激活水平變化的腦成像，并首次發(fā)現(xiàn)了在處理數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)大腦存在4個(gè)神經(jīng)階段。

該研究采用了兩個(gè)不同的腦成像設(shè)備，一個(gè)用來(lái)獲取大腦神經(jīng)元的真實(shí)活動(dòng)，另一個(gè)則獲取參與者計(jì)算數(shù)學(xué)題時(shí)的神經(jīng)模式變化。

這是首次對(duì)大腦活動(dòng)的心理階段進(jìn)行如此詳細(xì)地記錄，研究結(jié)果能夠?yàn)槲覀兲峁╆P(guān)于大腦工作更深入的了解，而非簡(jiǎn)單地對(duì)神經(jīng)元活動(dòng)水平進(jìn)行累加。

該研究的第一作者、來(lái)自CMU的John Anderson表示：“在此之前，解決數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)的大腦加工對(duì)我們來(lái)說(shuō)一直是不解之謎?，F(xiàn)在，只要學(xué)生坐下思考數(shù)學(xué)題，我們就能得知他們每一秒都在思考什么?！?/p>

Anderson與他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了4個(gè)不同階段：編碼(閱讀并理解問(wèn)題)、計(jì)劃(尋思如何解決)、解決(運(yùn)算數(shù)字)和作答(書(shū)寫或輸入正確答案)。

Anderson表示，如果我們能夠更好的了解學(xué)生是如何解決數(shù)學(xué)題的，那我們就能以此來(lái)改進(jìn)教學(xué)方法。

80名學(xué)生參與了該研究。當(dāng)參與者計(jì)算數(shù)學(xué)題時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)將各腦掃描成像精確分為4個(gè)不同過(guò)程。

雖然數(shù)學(xué)題并不難，但參與者有時(shí)候會(huì)用等式和符號(hào)來(lái)強(qiáng)調(diào)部分編碼過(guò)程。

另一些情況下，研究團(tuán)隊(duì)呈現(xiàn)需要更多計(jì)劃的數(shù)學(xué)題，從而能夠更清晰地分辨各個(gè)認(rèn)知過(guò)程。

Anderson表示：“通常，老師們只關(guān)注學(xué)生完成數(shù)學(xué)題的總時(shí)間來(lái)判斷他們的掌握情況，而本研究所介紹的方法使得老師能夠清楚了解數(shù)學(xué)題各加工階段所花時(shí)間?！?/p>

在過(guò)去，神經(jīng)成像技術(shù)為我們呈現(xiàn)了認(rèn)知加工過(guò)程的差異，但該研究的目的是將這些過(guò)程以一定順序連接起來(lái)。

該研究是“認(rèn)知一體化理論”(unified theory of cognition)工作的一部分，該理論認(rèn)為所有心理加工過(guò)程都有著相同的基礎(chǔ)。

Anderson進(jìn)一步表示，想要獲得更深入的認(rèn)識(shí)，我們或許需要更先進(jìn)的腦成像設(shè)備。

該研究發(fā)表于Psychological Science。

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