先前关于算术的大脑基础的研究并没有关注（甚至没有描述）参与者的语言背景。然而，与单语者不同，早期双语者有能力用两种语言解决算术问题。行为研究的一些证据表明，双语人有更强的执行功能和语音处理技能，这两种能力都支持算术能力。此外，在双语者（相对于单语者）和已知涉及算术以及与算术有关的技能（执行控制、语音处理）的大脑区域中，存在一些重叠。总之，这表明算术的神经基础在单语者和双语者之间可能是不同的。然而，尽管有理论和实践上的影响，但迄今为止还没有对这一问题进行直接调查。先前的研究还不清楚双语者是否被纳入或排除在他们的参与者中。

这就提出了这样一个问题，即这种能力，或双语带来的任何其他经验，是否会影响双语者相对于单语者的大脑算术活动。

Guinevere F. Eden等使用功能磁共振成像比较了44名英语单语者和44名西班牙语-英语早期双语者在用英语解决算术问题时的大脑活动。研究结果发表在Human Brain Mapping杂志。

该研究的目的是比较英语单语者和西班牙语-英语双语者在算术过程中的大脑活动。由于算术运算和时间年龄也影响算术的神经相关，该研究设计中包括两种不同的运算（减法和加法）和两种不同的年龄组（成人和儿童），认识到这些因素可能影响双语人与单语人的差异。

该研究使用析因设计来测试双语经验的主效应。基于已知的算术运算和年龄的调节作用，使用了两个算术任务（加法和减法），并研究了两个年龄组（成人和儿童）。

参与者为25名英语单语成年人（年龄18-29岁） 年），19名英语单语儿童（6-12岁） 年），26名西班牙语-英语双语成人（18-28岁） 18岁）和18名西班牙语-英语双语儿童（7-12岁）。单语和双语儿童以及双语和单语成人的年龄相似：对年龄组间影响的方差分析显示，语言经验（单语/双语）没有主要影响（F（1,84）=0.48，p=0.49），语言经验和年龄组（成人和儿童）之间也没有交互作用（F（1,84）=0.02，p=0.89）；存在年龄组的主要影响，F（1,84）=342.5，p<0.001）。同样，各组间的性别分布没有显著差异（X2[3，N=88]=4.88，p=0.18）。用爱丁堡惯用手测验（Oldfield，1971）对惯用手进行了评估（英语）。所有参与者都是右撇子，只有三个双语儿童是左撇子。为了排除以数学为基础的学习障碍的参与者，使用Woodcock-JohnsonⅢ成就计算测试子测验对数学能力进行评估，以用于筛选目的（英语）。所有人的标准分数都大于85分，表明他们的数学能力在正常范围内或以上。

该研究使用功能磁共振成像来测量参与者在执行一位数算术任务时的大脑激活情况。首先，检查了英语单语者和西班牙语-英语双语者的大脑活动。组内显示双侧额下回、双侧额后内侧皮质、右侧脑岛、左侧顶内沟和左侧中央前回激活，表明数学任务可靠地激活了已知与算术相关的大脑区域。接下来，进行了一个混合因素方差分析来考察语言经验的主要影响，以及语言经验与手术的交互作用，以及语言经验与年龄组的交互作用。这个方差分析是在整个大脑中进行的，然后再次在14个ROI（每个半球有7个同源区域）中进行，之前显示这些ROI构成了算术网络。所有这些分析都显示双语对算术的大脑活动没有影响。为了评估这些无效结果的强度，还对14个ROI进行了贝叶斯方差分析，并在所有这些区域找到了无效假设的证据。有几个原因可以解释单语者和双语者之间缺乏差异，每一个原因都将依次加以考虑。

单语者（黄色）和双语者（蓝色）在算术过程中脑活动的组图（与主动控制任务相比）（阈值p<.001，FDR p<.05)

该研究讨论了单语者和双语者的算术神经基础是否不同的问题。双语者可以用两种语言中的任何一种来解决算术问题。此外，双语经验也可能影响支持算术的技能（执行功能和语音处理）。以前的算术脑成像研究并没有解决这种可能性，大多数研究甚至没有描述参与者的语言经验。这项研究首次提出了这个问题，并且在比较西班牙语-英语双语者和英语单语者在操作类型（减法和加法）和年龄（成人和儿童）的情况下，没有发现在算术基础上的脑活动存在差异。这一发现表明早期双语经历不影响简单算术的功能神经解剖学。这表明，将西班牙语-英语早期双语参与者纳入算术研究不应改变结果，并且单语或早期双语者算术神经影像学研究的结果可以推广到另一组。

原文出处

Functional neuroanatomy of arithmetic in monolingual and bilingual adults and children. https://doi.org/10.1002/hbm.25587