数学天才的大脑是怎么运作的？

光山新闻网林晓舟 2020-06-20 08:48:15

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数学天才的大脑是怎么运作的？
研究发明其特有的源空间同步态转换纪律

马尔可夫模子的组间统计比拟（实线代表数学超常组更高的转换概率）。在右图所示的逻辑推理任务期间，数学超常组表示出更多的中央执行网络和右侧额颞网络的自轮回圈（状态的自我转换），以及更高的从其它范例同步态到这两种状态的转换概率。

人们历来好奇，数学天才的大脑与普通人的大脑到底有什么区别？这样的问题也吸引着科学家。日前，东南大学儿童成长与进修科学教诲部重点尝试室传授王海贤课题组操作脑电技能，展现了数学超常青少年在逻辑思维期间特有的源空间网络同步态转换动力学模式。研究成就颁发于《人脑画图》。

数学超常青少年拥有优秀的问题办理本领和缔造力，因此被认为是将来科学、技能、工程、数学等规模极具潜能的率领者和创新者。对付这类非凡群体，科研人员对他们的研究越来越深入。

“早期针对数学天才的神经科学研究主要利用时间平均或选取全部任务时长的脑信号。然而，高阶认知往往由多个持续的认知子进程组成。”论文通讯作者王海贤在接管《中国科学报》采访时暗示，大脑作为动态的巨大系统，单一的网络指数并不能精确归纳综合数学超常青少年大脑的成果运作环境。

为此，王海贤课题组驻足于巨大脑网络与动态系统理论，将头皮脑电（EEG）微状态研究拓展到颅内活泼的源信号间短时相位同步性模式（即同步态），分解了数学超常青少年在执行一个长链词语逻辑推理任务时有别于普通人大脑全局神经元网络的转换动力学特性。

研究人员在所有同步态中提取了8个原型成果毗连状态，别离对应于默认模式网络、中央执行网络、背外侧留意网络、带状盖网络、左/右腹外侧额顶网络、腹侧视觉网络和右侧额颞网络。

研究人员发明，与一般数学本领比较组被试对比，数学超常青少年在推理任务时间历程中中央执行网络（涉及维护留意、事情影象信息检索、正确决定等）与右侧额颞网络（响应于想象、推理、缔造性思维等）具有更高的产生频次和一连时长。

论文第一作者张莉博士汇报《中国科学报》，在同步态转换历程中，数学超常大脑的中央执行网络和右侧额颞网络自己具有更多的自轮回圈，这表白这两种成果毗连微状态具有更高的拓扑布局维持本领和时间不变性。

进一步研究发明，数学超常大脑还具有从其它六个网络模式转换到中央执行网络和右侧额颞网络状态更高的概率。“这个功效意味着数学超常大脑具有非凡的网络拓扑适应性再重组趋势，这种趋势更好地促进了长链推理进程中大脑对任务全局的中央节制成果和逻辑思维中想象与缔造性思维等高阶认知响应的产生。”王海贤说。

对数学超常大脑认知神经机制的摸索与研究，为展现儿童与青少年超程度认知的神经勾当纪律提供了实证依据。王海贤课题拟将最新的脑科学研究要领应用于神经工程规模，系统展现和引导正常和进修障碍群体数学进修的认知过问与脑成果塑造的实践途径。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/hbm.25035

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