你有沒有想過，大腦是如何進行加減乘除的?

美國卡耐基梅隆大學(下文簡稱CMU)一項新近研究揭示了處理複雜數學問題時大腦激活水平變化的腦成像，並首次發現了在處理數學問題時大腦存在4個神經階段。

該研究採用了兩個不同的腦成像設備，一個用來獲取大腦神經元的真實活動，另一個則獲取參與者計算數學題時的神經模式變化。

這是首次對大腦活動的心理階段進行如此詳細地記錄，研究結果能夠爲我們提供關於大腦工作更深入的瞭解，而非簡單地對神經元活動水平進行累加。

該研究的第一作者、來自CMU的John Anderson表示：“在此之前，解決數學問題時的大腦加工對我們來說一直是不解之謎。現在，只要學生坐下思考數學題，我們就能得知他們每一秒都在思考什麼。”

Anderson與他的團隊發現了4個不同階段：編碼(閱讀並理解問題)、計劃(尋思如何解決)、解決(運算數字)和作答(書寫或輸入正確答案)。

Anderson表示，如果我們能夠更好的瞭解學生是如何解決數學題的，那我們就能以此來改進教學方法。

80名學生參與了該研究。當參與者計算數學題時，研究團隊將各腦掃描成像精確分爲4個不同過程。

雖然數學題並不難，但參與者有時候會用等式和符號來強調部分編碼過程。

另一些情況下，研究團隊呈現需要更多計劃的數學題，從而能夠更清晰地分辨各個認知過程。

Anderson表示：“通常，老師們只關注學生完成數學題的總時間來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瞭解數學題各加工階段所花時間。”

在過去，神經成像技術爲我們呈現了認知加工過程的差異，但該研究的目的是將這些過程以一定順序連接起來。

該研究是“認知一體化理論”(unified theory of cognition)工作的一部分，該理論認爲所有心理加工過程都有着相同的基礎。

Anderson進一步表示，想要獲得更深入的認識，我們或許需要更先進的腦成像設備。