Abacus-based mental calculation (AMC) training may improve mathematics-related abilities and transfer to other cognitive domains. Thus, it was hypothesized that inductive reasoning abilities can be improved by AMC training given the overlapping cognitive processes and neural correlates between AMC and inductive reasoning. The aim of the current study was to examine the underlying neurobiological mechanisms of this possible adaption by resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI). Sixty-three children were randomly assigned to either the AMC-trained or the nontrained group. The AMC-trained group was required to perform abacus training for 2 hours per week for 5 years whereas the nontrained group was not required to perform any abacus training. Each participant's rs-fMRI data were collected after abacus training, and regional homogeneity (ReHo) analysis was performed to determine the neural activity differences between groups. The participants' posttraining mathematical ability, intelligence quotients, and inductive reasoning ability were recorded and evaluated. The results revealed that AMC-trained children exhibited a significantly higher mathematical ability and inductive reasoning performance and higher ReHo in the rostrolateral prefrontal cortex (RLPFC) compared to the nontrained group. In particular, the increased ReHo in the RLPFC was found to be positively correlated with improved inductive reasoning performance. Our findings suggest that rs-fMRI may reflect the modulation of training in task-related networks.

中文翻译：

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珠算训练儿童归纳推理能力提高的神经相关性：静息状态 fMRI 研究

基于珠算的心算 (AMC) 培训可能会提高与数学相关的能力并转移到其他认知领域。因此，假设 AMC 和归纳推理之间存在重叠的认知过程和神经关联，可以通过 AMC 训练提高归纳推理能力。本研究的目的是通过静息态功能磁共振成像 (rs-fMRI) 检查这种可能适应的潜在神经生物学机制。63 名儿童被随机分配到 AMC 训练组或未训练组。AMC 培训组被要求每周进行 2 小时的珠算培训，持续 5 年，而非培训组则不需要进行任何珠算培训。每个参与者的 rs-fMRI 数据是在算盘训练后收集的，并进行区域同质性（ReHo）分析以确定组之间的神经活动差异。记录并评估参与者的训练后数学能力、智商和归纳推理能力。结果显示，与未受过训练的组相比，接受过 AMC 训练的儿童在延侧前额叶皮层 (RLPFC) 中表现出显着更高的数学能力和归纳推理能力以及更高的 ReHo。特别是，发现 RLPFC 中 ReHo 的增加与归纳推理性能的提高呈正相关。我们的研究结果表明，rs-fMRI 可能反映了任务相关网络中训练的调制。对训练后的数学能力、智商和归纳推理能力进行记录和评估。结果显示，与未受过训练的组相比，接受过 AMC 训练的儿童在延侧前额叶皮层 (RLPFC) 中表现出显着更高的数学能力和归纳推理能力以及更高的 ReHo。特别是，发现 RLPFC 中 ReHo 的增加与归纳推理性能的提高呈正相关。我们的研究结果表明，rs-fMRI 可能反映了任务相关网络中训练的调制。对训练后的数学能力、智商和归纳推理能力进行记录和评估。结果显示，与未受过训练的组相比，接受过 AMC 训练的儿童在延侧前额叶皮层 (RLPFC) 中表现出显着更高的数学能力和归纳推理能力以及更高的 ReHo。特别是，发现 RLPFC 中 ReHo 的增加与归纳推理性能的提高呈正相关。我们的研究结果表明，rs-fMRI 可能反映了任务相关网络中训练的调制。结果表明，与未受过训练的组相比，接受过 AMC 训练的儿童在喙外侧前额叶皮层 (RLPFC) 中表现出显着更高的数学能力和归纳推理能力以及更高的 ReHo。特别是，发现 RLPFC 中 ReHo 的增加与归纳推理性能的提高呈正相关。我们的研究结果表明，rs-fMRI 可能反映了任务相关网络中训练的调制。结果显示，与未受过训练的组相比，接受过 AMC 训练的儿童在延侧前额叶皮层 (RLPFC) 中表现出显着更高的数学能力和归纳推理能力以及更高的 ReHo。特别是，发现 RLPFC 中 ReHo 的增加与归纳推理性能的提高呈正相关。我们的研究结果表明，rs-fMRI 可能反映了任务相关网络中训练的调制。