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简单与复杂算术中精算与估算的脑机制差异研究

向燕辉  
【摘要】: 精算(Whole-calculation strategy)是指个体对算式或数字做出准确结果时所采用的认知策略,而估算(approximate-calculation)是指个体以某一参照数为标准,对算式或数字做出估计而采用的认知策略。精算和估算两种策略与人们日常生活具有密切的关系,故对两种策略分离的脑机制研究也是近几年国外心理学家研究的热点。 目前,前人通过许多脑损失病人和正常人的研究在行为层面和神经心理学层面找到了两种策略分离的证据,取得了大量丰富的成果。其中,近年来比较突出的要数Dehane等人在这方面的研究。如Dehane等人于1999年在Science杂志上发表了一篇关于精估算分离的文章,在该研究中作者以正常人为被试,通过一系类实验系统地探讨了简单算术中精、估算所依赖的脑功能的差异。尽管如此,精算与估算的分离机制的研究还有许多亟待解决的问题。第一,前人研究简单算术的精、估算范式的本身缺陷,可能混入了一些重要的无关变量,影响了结果的客观性,故需要探讨出新的实验范式,更加客观地揭示简单算术中两种策略的神经机分离机制;第二,复杂算术中精、估算的脑机制的时程变化特点是什么?第三,简单算术中精、估算分离机制与复杂算术中精、估算分离机制的所依赖的神经基础有哪些异同?第四,简单算术中估算难度效应的脑机制分离及复杂算术中估算难度效应的脑机制分离所依赖的神经基础有哪些异同?基于此,我们把这些问题汇合成两大研究,通过6个实验来系统地探讨。本研究主要得到以下结论 (1)简单算术大、小问题的识别和记忆在各时间窗口及脑区均未表现出ERP波幅的差异。 (2)在简单算术任务中,被试对算式结果一致和结果接近答案的反应,表现出脑机制的差异在额叶区与中央区。 (3)以选择一样或接近算式的结果作为精、估算的区分,精算范式下的问题大小分离机制与估算范式下的问题大小分离机制在各皮层时程特点没有差异。 (4)采用不等式范式,以不同空间大小诱发简单算术精、估算,结果发现两种机制的分离主要在中央区与枕叶区。 (5)复杂算术精估算时程变化特点:最先出现差异的区域是右中央-顶叶区与右顶-枕叶区,接着转换到中前额-中央区、随后又同时出现在左前额与右枕-顶叶区。其中,右中央-顶叶区与右顶-枕叶区可能与策略选择有关。中前额-中央区与右顶-枕叶区与两种策略的执行有关。 (6)简单算术的难度效应的分离主要体现在右半球与枕叶区,复杂算术估算难度效应的分离主要体现在中前额—中央区。 在这些研究结论基础上,我们较为系统地揭示了简单算术中精、估算的分离的脑机制及估算的难度效应,复杂算术中精、估算的分离的脑机制及估算的难度效应。回答了以往研究中没有很好解决或者没有解决的四个问题,并对精算与估算的分离的机制的本质做出了理论性地探讨。


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