你的大腦處理數(shù)字 4 和 5 的方式有很大的不同

快，上圖中有多少個蘋果？

很容易看出有三種，但由于你大腦中獨特的處理機(jī)制，它可能比你意識到的還要容易。

根據(jù)一項新的研究，人腦有兩種不同的方式處理數(shù)字事物：一個系統(tǒng)用于四個或更少的數(shù)量，另一個系統(tǒng)用于五個及以上的數(shù)量。

科學(xué)家們早就知道，當(dāng)被要求快速辨別高于或低于這個閾值的量時，人們的反應(yīng)會有所不同，但直到現(xiàn)在還不清楚這是否真的是兩個離散的證據(jù)神經(jīng)機(jī)制，該研究的作者解釋說。

面對四個或更少的物體，人類通?？梢砸谎劬湍茏R別出總和，而無需計數(shù)。我們幾乎總是對的。

這種能力被稱為”子化“，這是心理學(xué)家在上個世紀(jì)創(chuàng)造的一個術(shù)語，它與計數(shù)和估計都不同。它指的是一種不可思議的感覺，即立即知道你正在看多少東西，不需要計數(shù)或猜測。

雖然我們可以輕松地將數(shù)量細(xì)分為最多四個，但是，當(dāng)我們查看五個或更多事物時，這種能力就會消失。例如，如果被要求立即量化一組七個蘋果，我們往往會猶豫和估計，需要稍長的時間來回答，并且仍然提供不太準(zhǔn)確的答案。

由于我們的子化技能在大于4的數(shù)量時突然消失，一些研究人員懷疑我們的大腦使用兩種不同的處理方法，專門用于小量或大量。

“然而，這個想法到目前為止一直存在爭議，”說合著者弗洛里安·莫爾曼（Florian Mormann）是波恩大學(xué)醫(yī)院癲癇科的認(rèn)知神經(jīng)生理學(xué)家。

“也可能是我們的大腦總是做出估計，但少量事物的錯誤率非常低，以至于它們根本沒有被注意到。

以前的研究這項新研究的作者表明，人類大腦有負(fù)責(zé)每個數(shù)字的神經(jīng)元，某些神經(jīng)細(xì)胞選擇性地響應(yīng)特定數(shù)量。

他們發(fā)現(xiàn)，一些神經(jīng)元主要在一個人看到兩個東西時會放電，而另一些神經(jīng)元則對自己數(shù)量的視覺元素表現(xiàn)出類似的親和力。

然而，研究人員指出，這些神經(jīng)元中的許多也會對稍小或稍大的數(shù)量做出反應(yīng)，而對進(jìn)一步遠(yuǎn)離其數(shù)字焦點的數(shù)量的反應(yīng)較弱。

“因此，許多'七'元素的腦細(xì)胞也會為六和八元素而觸發(fā)，但更弱，”說圖賓根大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家安德烈亞斯·尼德爾（Andreas Nieder）?！巴粋€細(xì)胞仍然被激活，但對于五到九個元素來說，情況就更少了。

這種“數(shù)值距離效應(yīng)”也發(fā)生在猴子身上，正如 Nieder 在以前的研究.然而，在人類中，它通常只發(fā)生在我們看到五個或更多事物時，暗示我們識別較小數(shù)字的方式存在一些未被發(fā)現(xiàn)的差異。

“似乎有一種額外的機(jī)制，使這些神經(jīng)元的數(shù)量少于五個元素，使這些神經(jīng)元更加精確，”Nieder說.

該研究的作者報告說，負(fù)責(zé)較低數(shù)字的神經(jīng)元能夠抑制負(fù)責(zé)相鄰數(shù)字的其他神經(jīng)元，從而限制了有關(guān)相關(guān)數(shù)量的任何混合信號。

例如，當(dāng)一個三重特化的神經(jīng)元放電時，它也會抑制通常對兩組或四組事物做出反應(yīng)的神經(jīng)元。數(shù)字五及以上的神經(jīng)元顯然缺乏這種機(jī)制。

為了研究這種影響，研究人員在波恩大學(xué)醫(yī)院招募了17名患者，準(zhǔn)備進(jìn)行腦部手術(shù)以治療癲癇。作為治療的一部分，患者將微電極插入顳葉。

“我們能夠用它們來測量單個神經(jīng)細(xì)胞對視覺刺激的反應(yīng)。說第一作者埃絲特·庫特（Esther Kutter），莫爾曼研究小組的博士生。

研究對象觀看電腦屏幕，該屏幕在半秒鐘內(nèi)顯示不同數(shù)量的點。在瞥見之后，研究人員詢問受試者他們是否看到了奇數(shù)或偶數(shù)個點。

研究發(fā)現(xiàn)，受試者快速準(zhǔn)確地回答了多達(dá)四個點，幾乎沒有犯任何錯誤。

然而，一旦有五個或更多點，錯誤和響應(yīng)時間都開始隨著點的數(shù)量而增長。

該研究的作者說，這項研究提供了關(guān)于人類大腦機(jī)制的新線索，揭示了我們?nèi)绾翁幚頂?shù)字的重要細(xì)節(jié)，并可能有助于解釋為什么有些人會掙扎。

更多這樣的研究可以提高我們對計算障礙的理解，例如，一種與數(shù)字和數(shù)字相關(guān)概念掌握不佳相關(guān)的發(fā)育障礙。

該研究發(fā)表在自然 人類行為.

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