초등학교 저학년 시기에 습득하는 기초 수학 능력은 청소년기와 성인기 수학 능력의 근간이 된다. 기억에 기반한 효율적인 인지 책략(cognitive strategy)의 사용은 초기 학령기의 수학 문제 풀이 능력의 향상에 가장 크게 기여하는 요소이다. 본 연구는 초등학교 2학년부터 3학년까지 일 년 동안 수학 능력 발달과 관련한 뇌 활동의 변화를 기능적 자기 공명 영상(fMRI)을 이용하여 종단적으로 분석하였다. 연구 결과, 2학년과 비교하여 3학년 시기에 아동들의 문제 풀이의 정확도와 속도가 모두 향상되었다. 이학년 시기에 수행이나 책략 사용 면에서 발달 수준이 더 저조했던 아동들이 일 년 후 수행이나 책략 사용 면에서 더 큰 향상을 보였다. 뇌 활동 분석을 통해 아동의 수학 문제 해결 능력의 발달과 관련하여 해마 및 그 주변 영역을 포함하는 내측 측두엽(medial temporal lobe), 외측 전전두엽(lateral prefrontal cortex)과 이를 포함한 전두-두정 주의 신경망(fronto-parietal attention network), 복측 시각 피질(ventral visual stream) 영역의 중요성을 확인하였다. 이는 수학적 지식이 안정적인 기억 표상으로 저장되고 인출되는 과정에 연합 학습(associative learning)과 의미적 기억(semantic memory) 과정에 중추적 역할을 하는 내측 측두엽과 하향식 주의/인지 통제 체계(top-down attention/cognitive control system)의 역할이 중요함을 시사한다. 또한 복측 시각 피질의 활동은 숫자와 기호들을 신속하게 재인(recognize)하여 효율적으로 처리할 수 있도록 하여 문제 풀이 속도의 향상에 기여하는 것으로 해석할 수 있다.
초등학교 저학년 시기에 습득하는 기초 수학 능력은 청소년기와 성인기 수학 능력의 근간이 된다. 이 연구는 초등학교 2학년부터 3학년까지 일 년 동안 수학 능력 발달과 관련한 뇌 활동의 변화를 기능적 자기 공명 영상을 이용하여 종단적으로 분석했다.