iStock范德比尔特大学(Vanderbilt University)神经学家詹姆斯·r·布斯(James R. Booth)正在提供有关数学发展的最大已知神经成像数据集。他这样做的目的是支持世界各地其他研究人员的工作，这些研究人员正在努力理解算术技能在儿童时期是如何发展的。
“也许我留给科学界最大的遗产将是分享我们的神经成像数据，这些数据在过去20年中花费了数百万联邦资金收集。
——詹姆斯·r·布斯
该数据集由他的实验室对学龄儿童进行的数百次脑部扫描组成，这些儿童在功能磁共振成像(fMRI)扫描仪上做数学题。数据存储在一个名为OpenNeuro的数字存储库中。
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《科学数据》上的一篇论文对数据及其组织进行了详细的描述。Resesarchers可以免费下载它并分析它，唯一的限制是必须承认它的起源。
布斯是范德比尔特大学(Vanderbilt)大脑发展实验室(Brain Development Laboratory)主任，范德比尔特大学皮博迪教育与人类发展学院(Peabody College of education and human Development)教育神经科学教授帕特里夏·哈特(Patricia Hart)和罗德西亚·哈特(Rodes Hart)。这些数据是他的国家儿童健康与人类发展研究所(National Institute of Child Health and Human Development)资助的“神经发育与数学处理障碍”(Neural Development and Disorders of Math Processing)研究的成果。
布斯说:“多年来，我参与了数百个研究项目，但也许我对科学界最大的贡献将是分享我们的神经成像数据。在过去20年里，我们花费了数百万联邦资金来收集这些数据。”“我希望这些数据能被研究人员用来证实我们的发现，同时也能发现关于儿童大脑变化的新现象。”这样，它就是不断给予的恩赐。”
该数据集已在《皮层》、《发育科学》、《人脑图谱》和《神经影像》等期刊上发表了10余篇科学论文。
布斯说:“这很重要，因为它让研究人员能够回答有关数学技能如何在儿童时期发展的问题。数学技能对于科学、技术和工程领域的成功至关重要。”“尽管发表了许多报告，但仍有机会做出重大发现，揭示孩子们学习数学的批判性见解。”
数据集在三个重要方面是独一无二的(见图1):
参与者被测量了一段时间
该项目采用纵向设计，随着时间的推移测量了大量参与者。第一个时间点的平均年龄为11岁，两年后对儿童进行随访。这使得研究人员能够使用大脑测量来预测哪些人会表现出进步，哪些人可能会在未来的学习中遇到困难。这也使早期干预的发展成为可能，以防止这些问题。
收集了具体和详细的数据
研究人员从参与者那里收集了详细的历史问卷和广泛的标准化测试。这让他们能够问一些非常具体的问题，比如大脑测量与家庭环境的关系，比如社会经济地位，以及更一般的认知能力。
包括定位任务来识别认知过程
研究人员使用所谓的“定位器”扫描来识别大脑中涉及语言和数量过程的区域，这两个区域分别与解决乘法和减法问题有关。参与者通过押韵判断大脑的语言处理区域，通过计算判断数量处理区域。
马卡雷纳·苏亚雷斯·佩利西奥尼(范德比尔特)“使用这个数据集，还有很多其他的问题可以问和回答。
-马卡雷纳·苏亚雷斯-佩利西奥尼
范德比尔特大学脑发育实验室博士后研究员、该研究的合著者马卡雷纳·苏亚雷斯-佩利西奥尼(Macarena Suarez-Pellicioni)说:“利用这一数据集，我们还可以提出和回答大量其他问题。”“例如，我们的研究大多集中在基于活动的测量上，较少关注大脑区域之间的联系如何随着时间的推移而变化，以及这些变化如何与认知能力或数学技能相关。大规模网络方法的使用正在引领对大脑组织的基本认识，我们的数据集可能会回答这些令人兴奋的问题。”
为什么分享很重要
许多已发表的研究结果无法复制或复制，这是研究社区面临的一个问题，可以通过共享数据来缓解。这些数据的共享将使研究人员能够重现大脑发育实验室发表的论文中所报告的发现，并将使研究人员能够尝试使用这个新数据集复制他们自己的发现。
国家儿童健康和人类发展研究所(R01 HD059177)资助了最初的研究，并通过一个专门用于共享数据的特别项目(R03 HD093547)对其提供支持。大脑发育实验室正在努力在不久的将来分享更多的数据。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.vanderbilt.edu/2019/03/05/researcher-shares-largest-neuroimaging-dataset-on-math-development/