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数学运算是人类活动中所必需的一项基本技能。目前有关数学运算的认知神经科学研究，主要集中在算术运算领域。对更为抽象的代数运算的研究，仅限于对脑损伤病人的探讨，而缺乏以健康人为研究对象的系统研究。本研究采用功能磁共振成像(fMRI)技术，考察代数运算中合并同类项过程所涉及的脑神经关联。根据合并同类项运算所包含的3个阶段和同类项的两种不同抽象水平的系数，脑成像实验的任务设计为3(运算阶段：算式默读，同类项判断，同类项合并)×2(系数形式：数字系数，数字与字母系数)双因素被试内设计。共6个处理，采用fMRI区组设计。结果表明：(1)六个处理的大脑激活都显著激活了额叶(额中回，额下回，中央前回)，顶叶(楔前叶，顶上小叶，顶下小叶)等区域，对比以往算术运算的脑成像结果，说明了代数运算和算术运算可能共享同一计算神经网络。(2)同类项判断与数式默读相比，更强烈激活了额叶(额上回，额中回)，顶叶(楔前叶，顶内沟)，颞叶(颞中回)；同类项合并与同类项判断相比，顶叶(顶下小叶，顶内沟)，额叶(中央前回，额中回)，颞叶(颞上回)等区域激活显著，说明随着合并同类项过程的推进，需要更多言语加工和工作记忆的参与。(3)数字加字母的系数类型，代表着该运算更高一级抽象水平，与数字系数类型相比较，额中回、额下回、双侧中央前回等激活显著。这些激活的区域与词语工作记忆的大脑神经网络有很多相同的地方。说明数字加字母类型的系数任务，需要更多的语言工作记忆的参与。(4)同类项判断与算式默读相比较，数字系数和数字与字母系数相比较，楔前叶都显著激活，说明了楔前叶并非只负责算术事实的提取，而是在更复杂的计算任务中，支持一般性的记忆提取，包括概念性知识和运算规则的提取等。