快看,上图中有多少个苹果?
很容易看出有三个,但由于您大脑中独特的处理机制,它可能比您意识到的更容易。
根据一项新的研究,人脑有两种不同的方式物品数量:一个系统可容纳四个或更少的物品,另一个系统可容纳五个及以上的物品。
科学家们很早就知道,当被要求快速辨别高于或低于这个阈值的数量时,人们的反应会有所不同,但直到现在还不清楚这是否真的是两个离散的证据,该研究的作者解释道。
当呈现四个或更少的物体时,人类通常可以第一眼就识别出总和,而无需数数。 我们几乎总是对的。
这种能力被称为“““”这个术语是上世纪心理学家创造的,它不同于计数和估计。它指的是一种不可思议的感觉,即无需计数或猜测,就能立即知道自己正在看多少东西。
虽然我们可以轻松地将数量细分到四个,但是,当我们查看五个或更多的东西时,这种能力就消失了。 例如,如果被要求立即量化一组七个苹果,我们往往会犹豫并估计,需要稍长的时间来响应,但仍然提供不太精确的答案。
由于我们的子化技能对于大于四的数量突然消失,一些研究人员怀疑我们的大脑使用两种不同的处理方法,专门用于小数量或大数量。
“然而,这个想法迄今为止一直存在争议,”说合著者弗洛里安·莫曼(Florian Mormann)是波恩大学医院癫痫科的认知神经生理学家。
“也可能是我们的大脑总是做出估计,但少量事物的错误率非常低,以至于它们根本就被忽视了。”
先前的研究这项新研究的一些作者表明,人类大脑有负责每个数字的神经元,某些神经细胞会选择性地响应某些数量。
他们发现,一些神经元主要在一个人看到两个物体时才会放电,而另一些神经元则对自己的视觉元素数量表现出类似的亲和力。
然而,研究人员指出,许多这些神经元也会对稍小或稍大的数字做出反应,而对远离其数字焦点的数量反应较弱。
“因此,负责多种‘七’元素的脑细胞也会激发六种和八种元素,但更弱,”说图宾根大学的神经生物学家安德烈亚斯·尼德尔(Andreas Nieder)。 “同一个细胞仍然被激活,但五到九个元素的激活程度就更低了。”
这种“数字距离效应”也发生在猴子身上,正如 Nieder 在先前的研究。 然而,在人类中,这种情况通常只有当我们看到五个或更多的东西时才会发生,这暗示着我们识别较小数字的方式存在一些未被发现的差异。
“似乎有一种额外的机制可以处理少于五个元素的数量,使这些神经元更加精确,”Nieder说。
该研究的作者报告说,负责较低数字的神经元能够抑制负责相邻数字的其他神经元,从而限制有关相关数量的任何混合信号。
例如,当一个三重特化神经元放电时,它也会抑制通常对两到四个事物组做出反应的神经元。 第五号及第五号以上的神经元显然缺乏这种机制。
为了研究这种效应,研究人员在波恩大学医院招募了 17 名准备接受脑部手术治疗癫痫的患者。 作为治疗的一部分,患者的颞叶中插入了微电极。
“我们能够用它们来测量单个神经细胞对视觉刺激的反应,”说第一作者 Esther Kutter 是 Mormann 研究小组的博士生。
研究对象观看电脑屏幕,屏幕显示不同数量的点,持续半秒。 瞥见之后,研究人员询问受试者是否看到了奇数个或偶数个点。
研究发现,受试者快速准确地回答了最多四个点,几乎没有犯任何错误。
然而,一旦有五个或更多点,错误和响应时间就开始随着点的数量而增长。
该研究的作者表示,这项研究提供了有关人类大脑机制的新线索,揭示了我们如何处理数字的重要细节,并可能有助于解释为什么有些人难以处理数字。
更多这样的研究可以提高我们对计算障碍的理解,例如,一种与对数字和数字相关概念掌握不佳相关的发育障碍。
该研究发表于自然人类行为。