本文關(guān)鍵詞：珠心算訓(xùn)練對兒童心算神經(jīng)機(jī)制影響的fMRI研究

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【摘要】：目的：采用BOLD功能磁共振成像技術(shù)(BOLD-fMRI),研究接受過珠心算訓(xùn)練3年的學(xué)齡兒童(珠心算訓(xùn)練組)和未接受過珠心算訓(xùn)練的學(xué)齡兒童(珠心算未訓(xùn)練組)在執(zhí)行相同計(jì)算任務(wù)(包括加、減、乘、除四種運(yùn)算)時(shí)的腦功能激活區(qū)的差別,同時(shí)對珠心算訓(xùn)練組兒童在執(zhí)行不同難度加法運(yùn)算任務(wù)時(shí)的腦功能激活區(qū)的差別進(jìn)行分析,旨在探討珠心算訓(xùn)練對學(xué)齡兒童心算神經(jīng)機(jī)制的影響,同時(shí)比較。材料與方法：本研究招募了34例學(xué)齡兒童志愿者,包括17名接受過珠心算訓(xùn)練3年的學(xué)齡兒童(珠心算訓(xùn)練組,堅(jiān)持練習(xí)算盤操作且每周至少3至5小時(shí)),17名未接受過珠心算訓(xùn)練的學(xué)齡兒童(珠心算未訓(xùn)練組)。兩組兒童在年齡、教育背景、學(xué)習(xí)成績及家庭背景方面無明顯差異；能夠合作完成所有實(shí)驗(yàn)任務(wù)；無精神障礙和已知腦及全身器質(zhì)性疾��；雙眼裸眼或矯正視力正常。采用基本認(rèn)知能力測驗(yàn)(2.0版)和瑞文標(biāo)準(zhǔn)推理測驗(yàn)對所有被試者進(jìn)行篩選顯示鉀力中等,并經(jīng)中國人利于判定標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查,均為右利手。使用北京腦功能磁共振研究中心的Siemens公司Trio 3.0T磁共振掃描儀及頭部正交線圈,采用EPI序列BOLD法對所有被試行功能磁共振腦掃描及結(jié)構(gòu)像數(shù)據(jù)采集。為保證實(shí)驗(yàn)順利完成,在進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)之前,所有被試者均經(jīng)過事件相關(guān)腦電位測試,以確保被試兒童能夠允分理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和過程,掃描時(shí)要求被試者進(jìn)行加、減、乘、除四種運(yùn)算和數(shù)物對照判斷實(shí)驗(yàn),另外對珠心算組訓(xùn)練組兒童進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算(四位數(shù)三筆的加法運(yùn)算)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。采用組塊設(shè)計(jì)模式,靜息組塊與刺激組塊交替出現(xiàn),循環(huán)3次。應(yīng)用SPM 8軟件(http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm)對原始圖像進(jìn)行頭動(dòng)校正、空間標(biāo)準(zhǔn)化、空間平滑處理和統(tǒng)汁學(xué)分析,以獲取執(zhí)行不同心算任務(wù)時(shí)的腦功能圖像結(jié)果。觀察組分析結(jié)果并進(jìn)行組間分析,對四種運(yùn)算任務(wù)的腦激活區(qū)進(jìn)行定位并比較兩組之間的差異,同時(shí)分析并比較珠心算訓(xùn)練組在不同難度加法運(yùn)算時(shí)的腦神經(jīng)機(jī)制的差別。結(jié)果：珠心算訓(xùn)練組在執(zhí)行四種計(jì)算任務(wù)時(shí)的正確率均明顯優(yōu)于未訓(xùn)練組,反應(yīng)時(shí)間短于未訓(xùn)練組。但進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算時(shí),珠心算訓(xùn)練組的正確率下降,反應(yīng)時(shí)間延長。在四種運(yùn)算實(shí)驗(yàn)中,珠心算訓(xùn)練組幾乎均可見枕葉(尤其以雙側(cè)楔葉為主)、左側(cè)頂上區(qū)(頂上小葉后部,即楔前葉)及雙側(cè)小腦半球激活,其中尤其以雙側(cè)楔葉激活明顯；在減法、乘法及除法計(jì)算的部分被試中見到右側(cè)頂葉(頂上小葉、中央后回及楔前葉)的激活；僅僅在小部分被試中可見右側(cè)前額皮層、額內(nèi)側(cè)回、梭狀回和舌回的激活。從所需腦區(qū)多少來看,乘法計(jì)算激活腦區(qū)明顯多于其它三種計(jì)算任務(wù),而加法計(jì)算所需腦區(qū)則明顯少于其它運(yùn)算任務(wù)。復(fù)雜運(yùn)算激活的腦區(qū)與簡單運(yùn)算相比明顯增多,范圍增大,任務(wù)難度的增加引起右側(cè)前額皮質(zhì)(右側(cè)額中回)的激活尤為明顯,右側(cè)頂上小葉的激活也較明顯,其它相關(guān)的腦區(qū)亦有增加。未訓(xùn)練組在四種運(yùn)算實(shí)驗(yàn)均可見雙側(cè)額中回、左側(cè)頂葉(主要為頂下小葉、左側(cè)頂上小葉)、左側(cè)舌回、左側(cè)梭狀回和雙側(cè)小腦半球激活。在部分被試中可見到左側(cè)額下回及左側(cè)枕中回不同程度的激活。珠心算訓(xùn)練組激活的腦區(qū)較未訓(xùn)練組明顯要少且集中,主要位于枕葉(雙側(cè)楔葉)及左側(cè)頂葉(頂上小葉后部,即楔前葉)。兩組在左側(cè)頂葉均有激活,但珠心算訓(xùn)練組主要集中在頂上區(qū)(頂上小葉的后部,即楔前葉),而未訓(xùn)練組主要引起頂下小葉的激活,另外未訓(xùn)練組亦有頂上區(qū)的激活,但精確的解剖定位是非楔前葉的頂上小葉區(qū)域。結(jié)論：珠心算訓(xùn)練組兒童成績明顯優(yōu)于未訓(xùn)練組兒童,說明珠心算訓(xùn)練能夠有效提高兒童的心算能力。珠心算訓(xùn)練組與未訓(xùn)練組心算所涉及的腦功能區(qū)存在顯著差別：表明珠心算訓(xùn)練組與未訓(xùn)練組采用的計(jì)算方法權(quán)重不同,前者主要依賴于視覺-空間策略,激活的是左側(cè)頂上小葉后部(楔前葉)及楔葉；而未訓(xùn)練組以前額皮質(zhì)及左側(cè)頂下小葉激活為主,更依賴于語言策略。各功能腦區(qū)在相互聯(lián)系的整體配合中完成計(jì)算任務(wù),其中左側(cè)頂上小葉后部可能在珠心算中起核心作用。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們推測枕-頂回路是珠心算的神經(jīng)回路,珠心算組兒童腦海中的“算盤映像”很可能位于枕葉的楔葉區(qū)域。相同任務(wù)下,珠心算訓(xùn)練組的腦激活區(qū)較未訓(xùn)練組少且集中,說明完成相同任務(wù)時(shí),訓(xùn)練組所需要的資源少,由此證明通過長期的訓(xùn)練提高了相關(guān)腦區(qū)的神經(jīng)連接效率。在珠心算訓(xùn)練組,隨著任務(wù)難度的增加,激活的腦功能區(qū)增多,尤其以右側(cè)額中回的參與為著,這表明右側(cè)額中回是潛在的高級功能區(qū),由此推測在高難度計(jì)算任務(wù)中此區(qū)可能發(fā)揮著重要的作用,這與普通心算是一致的。鑒于珠心算訓(xùn)練組與未訓(xùn)練組的計(jì)算神經(jīng)機(jī)制的不同,本研究可能為因語言區(qū)受損而導(dǎo)致的計(jì)算缺失的病人提供康復(fù)治療的途徑。
【關(guān)鍵詞】：功能磁共振成像 珠心算 兒童 計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R445.2;R49
【目錄】：

• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 符號說明13-15
• 一 前言15-19
• 二 材料與方法19-25
• 三 結(jié)果25-29
• 四 討論29-42
• 五 結(jié)論42-43
• 六 附圖表43-58
• 七 參考文獻(xiàn)58-67
• 致謝67-68
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄68-69
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況69-70
• 外文論文170-84
• 外文論文284-91

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 駱姚星,唐一源,伍建林,宋鶴山;腦功能成像分析軟件SPM使用介紹[J];中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù);2003年07期

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本文編號：808547