引言
发展性计算困难(developmental dyscalculia, DD)是指在获得充分教学指导且一般推理能力广泛完整的情况下,仍然持续存在数学技能习得困难的问题。其认知表型具有异质性:困难可能涉及数量大小和符号加工,但也可能涉及工作记忆、注意、抑制和加工速度,每一个因素都可能限制数字信息在特定情境中的选择与使用(Butterworth et al., 2011, American Psychiatric Association, 2022, Sz?cs et al., 2013, Menon, 2016, Agostini et al., 2022, Luoni et al., 2023, Mishra and Khan, 2023, Klein and Knops, 2023, Kroesbergen et al., 2023)。这种异质性使得我们不仅有必要识别DD儿童是否在数字信息加工方式上存在差异,还有必要确定任务控制的哪一阶段发生了改变。
提前准备是一个候选阶段。在情境依赖型任务中,即将出现的刺激可能需要根据之前的提示执行不同的动作,因此成功表现要求提示被编码、与相关规则建立联结,并维持至其能够指导后续决策(Monsell, 2003, Egner, 2023, Badre, 2025)。这种主动控制形式与数学学习密切相关,因为数字符号通常在与前序情境的关联中被解释,而非孤立地处理,且主动控制已被证明与早期数学能力相关(Wang et al., 2021)。因此,条件性数字Go/No-Go任务为检验DD是否影响在算术计算、目标评估或运动反应开始之前对数字提示的使用提供了一种有用的方法。
电生理方法特别适合区分不同的准备机制,因为这些机制做出不同的时间预测。若未能招募提示表征,则准备状态会减弱或消失;招募延迟会使其起始时间点偏移;建立效率低会改变其早期增长;维持延长或脱离延迟则会保留早期招募但延后其在提示期内的表达。多变量脑电(EEG)方法可以在不将准备简化为单一电极或单一ERP峰值的情况下追踪分布式的任务表征,且既往研究已表明提示相关和规则相关的模式可在头皮层面进行时间追踪(Mansfield et al., 2012, Hubbard et al., 2019, Kikumoto and Mayr, 2020, Kikumoto et al., 2022, Palenciano et al., 2023, ?entürk et al., 2024)。
这些机制在发育方面也具有重要意义。儿童能够使用提前提示,但主动准备和目标任务表征调控的能力在儿童期持续成熟(Manzi et al., 2011, Ganesan et al., 2023, Chevalier and Frick, 2025)。因此,考察学龄期DD样本的准备时间谱,可揭示组间差异是否已存在于提示招募阶段、是否仅在准备状态形成后才出现,抑或随年龄在整个采样范围内而变化。
目前大多数关于DD的电生理研究聚焦于目标出现后的数字加工、算术加工或反应相关活动。关于目标加工前准备间隔的了解则少得多。这一空白在理论上具有重要意义,因为DD既与领域特异性的数字加工有关,也与领域一般性的控制过程有关。部分研究报告DD儿童对数量大小的自动访问降低或存在情境依赖性(Rubinsten and Henik, 2005, Ashkenazi et al., 2009),而更广泛的综述则强调其异质性显著以及数字距离效应的证据不一(Schwenk et al., 2017, Mishra and Khan, 2023)。因此,DD中提示状态的延长可能反映的是数字信息使用自动化程度降低、领域一般性控制更持久,抑或是一种补偿策略,而非提示检测本身的失败。
在本任务中,数字1充当提前提示:它改变下一个数字的含义但不需要立即做出反应,仅当后续数字为9时才需要做出反应。以提示为锁相点的EEG时程在目标出现之前即已结束,从而允许在无目标加工或运动执行干扰的情况下考察准备活动。提示对比还平衡了未来目标类型,提供了一种检验与提示依赖型准备相关的神经状态的方法,而非简单的Go与No-Go试次比较。
我们采用诊断盲的交叉验证头皮状态模板来检验关于DD的竞争性预测。若DD主要损害提示检测或规则招募,则组间差异应在早期和/或状态起始时表现明显。整体性减速模型则预测起始时间点后移同时早期建立变慢。相反,若准备状态被正常招募但维持低效或以补偿方式使用,则早期表达应得以保留,组间差异应在后期通过状态表达延长而出现。此外,我们还检验了诊断效应是否随年龄变化、共享头皮模式在不同组间是否被赋予不同权重,以及提示状态的时间特征是否在诊断和协变量之外进一步解释了个体任务表现。