Наші нейрони можуть "рахувати"

Як наш мозок обробляє числа і кількості

Як ми обробляємо числа? © Agsandrew / istock
читати вголос

Один, два, три: Дослідники з’ясували, як наш мозок обробляє числа. Їх експеримент показує, що в залежності від кількості побачених активуються дуже різні клітини мозку - це стосується величин у вигляді точок, а також чисел. Шаблони діяльності напрочуд специфічні: лише заглянувши в мозок, можна виявити кількість або кількість, з якими ми зараз маємо справу.

Здатність рахувати - це колись колиска: незабаром після народження немовлята можуть оцінювати кількість і проводити прості підрахунки. Зараз дослідники знають, що в нашому мозку є навіть окремі області для обробки чисел. Але що саме відбувається в таких процесах - і чи обробляємо ми абстрактні числа інакше, ніж конкретні величини?

Щоб дізнатися це, вчені навколо Естер Куттер з Боннського університету тепер дивилися хворим на епілепсію в мозок. Перукарські мікроелектроди були вставлені у скроневі долі дев’яти добровольців для терапії - і саме це використовувала дослідницька група: "Ми змогли виміряти реакцію окремих нервових клітин на зорові подразники", - пояснює колега Каттера Флоріан Морман.

Встановити число

Для свого дослідження дослідники показали учасникам дослідження на екрані комп’ютера різну кількість балів - лише один, чотири рази або навіть п’ять. Що було б із видом цих точок у мозку? Виявилося: "Деякі нервові клітини вистрілюються особливо на дуже специфічних рівнях", - повідомляє Куттер. "Деякі активувалися, наприклад, переважно трьома пунктами, інші - одним".

Цікаво: Окремі нейрони справді були «налагоджені» до певної кількості, але також відповідали дещо різним кількостям. Потрійна клітина головного мозку відповідно вистрілила у дві-чотири точки, як повідомляють вчені. Однак на один-п’ять пунктів вони навряд чи зможуть активуватися. Експерти називають це "ефектом чисельної відстані" - явищем, яке вже спостерігалося в мозку мавп. дисплей

Аналогічний принцип з числами

Шаблон діяльності, сформований залежно від кількості, що бачиться, був дуже специфічним: "Ми написали алгоритм, який оцінює цю модель", - пояснює Морман. "З ним ми могли прочитати по самому стані збудження нервових клітин, скільки балів щойно бачив наш відповідний предмет".

Дослідники також спостерігали таку ж ситуацію, коли вони показували випробуваним конкретні числа замість величин у вигляді крапок. За певної кількості певні клітини мозку також вистрілювались, але з вирішальними відмінностями. Для цифр нейрони не були ідентичними кількості нейронів: Число "3" стимулює зовсім інші нервові клітини, ніж набір з трьох точок.

Розуміти дискалкулію краще?

Однак, подібно до експерименту з кількістю, був також "чисельний ефект відстані", як повідомляє Морман: "Тому їх можна стимулювати не тільки точну кількість, але й їх сусідів". Саме це відрізняє вчених що ми набуваємо числа інакше, ніж інші прості знаки - і що ці символи в нашому мозку переплітаються з певною заданою ідеєю. Тому нейрони повинні були зрозуміти, що значення "3" мало відрізняється від "2" або "4", інакше вони не відповідатимуть на ці дві цифри.

Дослідники сподіваються, що ці нові результати також сприятимуть кращому розумінню дискалкулії в майбутньому - порушення розвитку, що йде разом із поганим розумінням кількості. (Neuron, 2018; doi: 10.1016 / j.neuron.2018.08.036)

(Rheinische Friedrich-Wilhelms-University Bonn, 24.09.2018 - DAL)