有研究者通过神经影像技术，如MRI(磁共振成像)和PET(正电子X射线扫描)，已经能够观察到人脑的结构和功能，并发现数学家的大脑奥秘。

　　以顶叶为例，这一大脑中的区域负责空间感知、运动控制、注意力和记忆等功能。科学家发现，数学好的人通常拥有更大、更厚、更对称的顶叶，这可能意味着他们拥有更强的空间思维能力，能够更轻松地处理抽象的数学概念和符号。比如，有神经解剖学家发现数学家卡尔·高斯的顶叶比一般人要大，这可能是他成为天才的原因。

　　另外，数学特别好的人在进行数学任务时，他们的大脑活动模式与普通人存在区别。数学家的大脑左右脑都能同时参与，并且相互协作，这使他们能够同时利用逻辑思维和直觉思维来解决数学问题。数学家的大脑前后部也会同时参与，这使他们能够同时利用高级思维和基本思维来解决问题。

　　法国和比利时科学家合作进行的一项研究发现，数学家在进行高速心算时，能利用一般人不能利用的大脑部位，使得数学家能够将计算过程中得出的结果及时存储在记忆中，以便进行后续运算。这解释了为什么数学家在进行复杂运算时能够保持高速和准确。

　　2020年，《中国科学报》曾有报道，东南大学儿童发展与学习科学教育部重点实验室教授王海贤课题组通过脑电技术，揭示数学超常青少年在逻辑思维期间特有的源空间网络同步态转换动力学模式。

　　研究发现，在推理任务时间进程中，数学超常青少年中央执行网络(涉及维护注意、工作记忆信息检索、正确决策等)与右侧额颞网络(响应于想象、推理、创造性思维等)具有更高的发生频次和持续时长。