作者:Andreas Nieder 来源:《自然—人类行为》 发布时间:2023/10/16 16:16:36
选择字号:
科学家揭示大脑估测数量新机制

 

人们一般都很擅长目测4个及以下的物品数量。

图片来源:Adela Stefan/500px via Getty

一个多世纪以来,科学家发现人们一般都很擅长目测4个及以下的物品数量。但是,面对更大的数字时,人们对数量的判断能力就会明显下降,估计的速度更慢,也更容易出错。

如今,科学家发现了其中的原因:大脑在评估4个及以下的物品数量时使用的是一种机制,而在评估5个及以上的物品数量时,则会使用另一种机制。这些发现是通过记录 17 名参与者的神经元活动获得的,解决了长期以来关于大脑如何估计物品数量的争论。相关研究成果10月2日发表于《自然-人类行为》。

“这一发现与人们对思维本质的理解息息相关。”约翰·霍普金斯大学儿童发展实验室联合主任、心理学家Lisa Feigenson认为,从根本上说,这是一个心理结构问题,即产生人类思维的基石是什么?

人类估算大数量的能力极限困惑着几代科学家。经济学家和逻辑学家William Stanley Jevons 1871 年在《自然》发表的文章中描述了对计数能力的调查,并得出结论:至少对某些人来说,数字5已经超出了他们完全辨别的能力极限。

一些研究人员认为,大脑使用的是单一的估算系统,只是对更大的数字的估算不够精确。另一些研究人员则假设,之所以会出现表现差异,是因为大脑有两个独立的神经元系统来量化物体。但实验未能确定哪种模式是正确的。

针对以上问题,德国波恩大学医院通过记录清醒者大脑中的单个神经元活动,对17名参与者进行观察实验。

研究人员在半秒内在屏幕上展示了从0到9个点的图像,并询问参与者看到的是奇数还是偶数。不出所料,当参与者看到4个及更少的点数时,他们的回答要准确得多。

此前,研究人员已经了解到,有一些专门的神经元与物品数量相关联。有些神经元在出现一个物体时兴奋,有些则在出现两个物体时兴奋,以此类推。

对参与者神经元活动的分析表明,负责4及以下数字的神经元会对其偏好的数字作出非常具体的选择性反应。然而,负责5 到 9 之间数字的神经元不仅对其偏好的数字有强烈反应,而且对临近的数字也有反应。

该研究通讯作者、德国图宾根大学动物生理学家Andreas Nieder说:“这些神经元偏好的数字越大,特定选择性就越低。例如,对“3”这一数字有特异性的神经元只会对“3”作出反应,而对“8”有偏好的神经元除了会对“8 ”作出反应外,还会对“7”和“9”作出反应。因此,当人们试图量化更多数量的物体时,可能犯更多错误。

这表明大脑中有两种不同的“数字系统”。Nieder对此感到非常惊讶,因为他之前认为大脑只有一种估算机制。“我很难相信真的有这样一条分界线,但在数据面前,我必须接受这一结论。”他说。

“这些发现非常精彩,”Feigenson评价,这些发现为行为学研究提供了新的证据,表明有两种心理系统用于估算物体数量。(来源:中国科学报 孟凌霄)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41562-023-01709-3

 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
中国天眼揭秘宇宙“随机烟花” 导师:年年审毕业论文,总有这些问题!
科学家发现第一颗拥有永久黑暗面的行星 中国超重元素研究加速器装置刷新纪录
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文