心理研究：學習數學能夠重構兒童大腦

在小學的某個時期，你不再需要依賴手指就能夠得到問題的正確答案。現在科學家透過對年輕人進行的腦成像研究發現了這個轉變是如何發生的，以及兒童在學習數學的時候大腦是如何實現自我重構的。

一個專家的小建議：訓練你的孩子多練習簡單的加法和乘法也許能夠獲益良多。

“經驗的確很重要。”隸屬於美國國家衛生研究院的Kathy Mann Koepke博士，同時也是這項研究的資助人說道。

健康的兒童在8到9歲的時候會開始從單純的數數轉變為使用我們稱之為真相檢索的方法，雖然這時他們仍然在學習最基礎的加減法。孩子能夠在以記憶為基礎的問題解決方式上做得有多好，眾所周知，將在很大程度上預測他們最終的成就。

而那些落後的孩子則會“在之後的數學中遇到困難或進度遲緩。”Koepke博士說。

但問題是，為什麼有些孩子會比其他孩子更容易透過這個轉變？

為了找出這個原因，斯坦福大學的研究人員們首先利用核磁共振成像技術掃描了28名的，而在掃描過程中，這些兒童需要完成一系列的簡單的加法運算。

這些7到9歲的兒童將會在螢幕上見到一個簡單的等式，比如3+4=7，一閃而過，他們不需要說出或者寫出答案，只需要按一個按鈕來判斷這個等式是對還是錯。科學家們記錄下了孩子們的反應時有多快，以及在做題時大腦的哪些區域是被啟用的。

而在另一個單獨的對話中，科學家會與孩子面對面交流，看他們在運算時會不會動嘴唇或者數手指，用來與他們的大腦成像資料相比較。

每個孩子都要接受兩次測驗，其間大約相隔一年。隨著孩子年齡的增長，他們的答案也更加依賴於記憶，同時也變得更加快速和準確，這些都反映在了他的大腦中。與數數相關的前額葉以及頂葉腦區的啟用變少了，而大腦的記憶區域，海馬的活動則顯著增加。科學家們將他們的發現寫在了最新一期的《自然神經科學》雜誌中。

海馬類似於一個記憶的中轉站，當有新的短時工作記憶進來時，它們將透過海馬體然後被送到其他地區轉為長期記憶儲存起來並以供檢索之用。而正是這些透過海馬的聯結提高了孩子們的數學成績。

“這些聯結越是強而有力，一個人從記憶中檢索事實的能力就越好。”Vinod Menon博士，斯坦福大學的精神病學教授同時也是這項研究的第二作者如此說道。

但故事並未就此結束。

接下來，Menon的團隊將20名少年以及20名成年人放到核磁共振成像儀中並且給予他們相同的簡單加法運算。結果發現，大人們並不會用相同的方式來使用他們的海馬來處理運算問題。和（兒童們）花費大量精力不同的是，從長時記憶中檢索4+6=10這樣的問題幾乎是自動完成的，Menon說道。

換句話說，隨著時間的推移，大腦在檢索事實方面變得越來越高效。“試著想象一下，在一個崎嶇不平的草地上，”Mann Koepke博士解釋說。“如果同一條路徑走得次數夠多了，那麼就會形成一條順暢的，沒有草的小路，讓從起點到終點的過程變得容易。”

如果你的大腦不需要在簡單的數學運算中付出太多的努力，那麼它就會有更多的工作記憶空間來處理老師新教的那些更加複雜的數學問題。

“這項研究提供了全新的證據，證明了與數學相關的經驗的確改變了海馬活動的模式，或是聯結。它們隨著技能的發展變得越發穩定而可靠，”她說。“因此學好加法和乘法表並把它們新增到你的機械記憶中將對你有很大幫助。”

用不同的順序來測試你的孩子，她建議——先是9乘以3，然後是10乘以9——這樣就能確定他們是不是真的記住了而且不需要刻意去回憶。

儘管這項研究的著眼點在數學學習上，Mann Koepke認為認知發展可能也是運用著同樣的方式。畢竟那些更早將發音和字母聯絡起來的小孩也會學會閱讀的速度也更快一些。

斯坦福大學的Menon博士說下一步的研究將著重於那些擁有數學學習障礙的兒童，看看他們在這一系統中究竟存在著什麼問題。而藉此科學家或許能夠發現幫助他們學習的新方法。