1、珠心算練習對兒童認知發(fā)展及腦可塑性的影響珠心算練習對兒童認知發(fā)展及腦可塑性的影響算籌http:/ （1111）祖沖之（公元429500年），借助算籌作為計算工具，成功地將圓周率值計算到小數(shù)點后的第7位，即在3.1415926至3.1415927之間，成為當時世界上最精確的值，比西方國家數(shù)學家的相同成就要早1100多年。算盤http:/ 8 5三百八十五3 8 5行為表現(xiàn)數(shù)字記憶加工方式訓練效應(yīng)2.1珠心算者在計算任務(wù)的行為表現(xiàn)哈塔諾等人(Hatano et al., 1977, Cognition, )考察了珠算專家的計算技能10個珠算專家，完成3-5個十位數(shù)字相加結(jié)果： 珠算專家可以不借助實

2、際的算盤完成這項任務(wù)； 珠算技能中等的人在完成任務(wù)的過程中手指要運動，好像在操作一個實際的算盤一樣；在完成任務(wù)的同時能夠回答數(shù)學無關(guān)的問題，但是很難回答數(shù)學相關(guān)的問題他們的實驗表明：珠算專家頭腦中有一個虛擬算盤；他們對想象的算盤進行操作；珠心算技能與數(shù)學認知系統(tǒng)相關(guān)2.2a 數(shù)字工作記憶的行為學研究哈塔諾和奧薩瓦（Hatano & Osawa, 1983, Cognition）在1983年對珠算專家的數(shù)字記憶廣度進行了研究 發(fā)現(xiàn)珠算專家在數(shù)字記憶廣度方面顯著優(yōu)于普通人，但是在其他方面和普通人一樣。而且珠算專家在完成數(shù)字記憶任務(wù)時容易受到視空間任務(wù)的干擾，而語言任務(wù)對他們影響比較小。珠算

3、專家的數(shù)字記憶廣度依賴于珠像表征，具有特異性。語言任務(wù)的影響視空間任務(wù)的影響珠算等級:1) 新手2)中等偏下3)中等4) 中等偏上5) 專家頭腦中用來做計算的算盤轉(zhuǎn)化成數(shù)字記憶的工具塔納卡（Tanaka et al., 2002, NeuroReport）用事件相關(guān)的功能磁共振成像實驗對珠算專家的工作記憶進行研究發(fā)現(xiàn)：普通人u 依賴語言工作記憶u 神經(jīng)結(jié)構(gòu)為布洛卡區(qū)珠算專家u 依賴視空間工作記憶u神經(jīng)結(jié)構(gòu)涉及雙側(cè)額上回和頂上小葉.2.2b 數(shù)字工作記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)哈塔和艾克達（Hatta and Ikeda，1988， Neuropsychologia）1973年用行為學實驗的方式發(fā)現(xiàn)：珠心算專

4、家主要使用右腦進行計算 普通人主要使用左腦進行計算哈納卡瓦（Hanakawa et al., 2003， Neuroimage）2003年利用功能核磁共振成像實驗發(fā)現(xiàn)：珠心算主要依賴二維視空間信息處理相關(guān)的神經(jīng)資源，如前運動區(qū)和頂葉后部臺灣學者陳等2006年用功能核磁共振實驗得到了與哈納卡瓦類似的結(jié)果Chen et al., 2006, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. fMRI study臺灣學者吳等2009年用正電子發(fā)射斷層掃描也得到了和上述兩個實驗相吻合的結(jié)果Wu et al., 2009 Eur J Nucl Me

5、d Mol Imaging , PET study艾爾文等人2008年所做的工作研究了珠心算訓練對兒童推理能力的影響Irwing et al. (2008) Personality and Individual Differences蘇丹被試量很大：3185 ， 年齡在 7到11 歲，訓練34周，每周訓練2小時 完成時間 得分8個珠心算兒童(女生4個,年齡11.751.39 歲) 8個對照兒童(女生4個,年齡 12.290.38歲) 珠心算組被試的練習時間為 46 年 (平均年齡5.5年) ，每天練習 0.51 h被試在復(fù)雜心算時珠心算專家組和對照組參與的腦區(qū)，專家組頂上小葉后部與視覺空間表征

6、相關(guān)的區(qū)域有顯著激活，而語言區(qū)域則沒有參與，對照組則相反。 珠心算組被試在簡單任務(wù)中的腦激活珠心算被試在復(fù)雜任務(wù)中的腦激活對照組被試在簡單任務(wù)中的腦激活對照組被試在復(fù)雜任務(wù)中的腦激活聽覺視覺數(shù)字自動化加工被試： 本研究包括30名年齡在9-11歲珠心算兒童（男17人，女13人，平均年齡= 10.20 0.535歲）和30名同樣年齡段的普通兒童(15 男，15女，平均年齡 = 10.08 0.543 歲)研究范式：數(shù)字沖突實驗（stroop）中性條件順應(yīng)條件沖突條件數(shù)字任務(wù)形狀任務(wù)產(chǎn)生效應(yīng)易化干擾反應(yīng)時：準確率：干擾率=（沖突-中性）/中性； 易化率=（中性-順應(yīng)）/中性數(shù)字比較反應(yīng)時形狀比較反應(yīng)

7、時數(shù)字比較正確率形狀比較正確率易化 干擾易化 干擾易化 干擾易化 干擾 易化 干擾率 易化 干擾率 易化 干擾率 易化 干擾率對照組珠心算組兩組都顯著 p. 10珠心算組：t(28) = -3.550, p .005斯納克（SNARC）效應(yīng)：數(shù)字圓點珠算組對照組（右手反應(yīng)時-左手反應(yīng)時）= 常數(shù)項 + K * (數(shù)量大小)數(shù)字大小與5比較 圓點多少與5比較 數(shù)字數(shù)字距離效應(yīng)有組間差異 t(54) = 3.462, p = . 001反應(yīng)時 = 常數(shù)項 + K * log( 距離)數(shù)字圓點距離效應(yīng)沒有顯著組間差異珠算組珠算組對照組對照組距離距離5.珠心算練習是否對兒童的工作記憶產(chǎn)生影響？數(shù)字（t

8、 = 5.43, P = 0.00）字母 (t = 4.65, P = 0.00)數(shù)字記憶廣度與字母記憶廣度是顯著相關(guān)的(r = 0.53, P = 0.00)Hu et al., 2010 HBM, accepted兒童的珠心算訓練也許會將對數(shù)字的記憶特長遷移到其它對象，比如字母。1.短時記憶廣度：字母廣度數(shù)字數(shù)字數(shù)字和字母記憶廣度珠心算組 對照組 數(shù)字與字母記憶廣度的關(guān)系數(shù)字字母數(shù)字廣度記憶廣度數(shù)字廣度2.工作記憶6.珠心算練習是否對兒童的心理表象操作產(chǎn)生影響？珠心算組持續(xù)練習時間超過3年，期間每周練習3-4小時腦的解剖名稱各向異性分數(shù) (FA, 01), 綜合反映腦組織中神經(jīng)纖維的密度、

9、排列的整齊度、神經(jīng)元的直徑和白質(zhì)中突觸髓鞘化的情況。 巴瑟爾(Basser P.J. 1996)徑向擴散系數(shù):Axial diffusivity (D/ or AD)橫向擴散系數(shù):Radial diffusivity (D or RD) Mori，2006Denis Le Bihan et al，1995FA均值（灰度圖）和FA骨架均值(綠色）R:右側(cè); L：左側(cè)頂顳枕聯(lián)合區(qū)右側(cè)前運動區(qū)投射胼胝體短時記憶廣度與FA有顯著的相關(guān)關(guān)系為什么發(fā)生在這些區(qū)域？FA有差異的腦區(qū)數(shù)字記憶廣度霍夫和弗拉姆（Hofer & Frahm, NeuroImage,2006）霍夫和弗拉姆（Hofer & Frahm, NeuroImage,2006）前額葉 前運動