一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人們一般都很擅長(zhǎng)目測(cè)4個(gè)及以下的物品數(shù)量。但是，面對(duì)更大的數(shù)字時(shí)，人們對(duì)數(shù)量的判斷能力就會(huì)明顯下降，估計(jì)的速度更慢，也更容易出錯(cuò)。

　　如今，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了其中的原因：大腦在評(píng)估4個(gè)及以下的物品數(shù)量時(shí)使用的是一種機(jī)制，而在評(píng)估5個(gè)及以上的物品數(shù)量時(shí)，則會(huì)使用另一種機(jī)制。這些發(fā)現(xiàn)是通過(guò)記錄17名參與者的神經(jīng)元活動(dòng)獲得的，解決了長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于大腦如何估計(jì)物品數(shù)量的爭(zhēng)論。相關(guān)研究成果10月2日發(fā)表于《自然-人類行為》。

　　“這一發(fā)現(xiàn)與人們對(duì)思維本質(zhì)的理解息息相關(guān)。”約翰·霍普金斯大學(xué)兒童發(fā)展實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合主任、心理學(xué)家Lisa Feigenson認(rèn)為，從根本上說(shuō)，這是一個(gè)心理結(jié)構(gòu)問(wèn)題，即產(chǎn)生人類思維的基石是什么？

　　人類估算大數(shù)量的能力極限困惑著幾代科學(xué)家。經(jīng)濟(jì)學(xué)家和邏輯學(xué)家William Stanley Jevons 1871年在《自然》發(fā)表的文章中描述了對(duì)計(jì)數(shù)能力的調(diào)查，并得出結(jié)論：至少對(duì)某些人來(lái)說(shuō)，數(shù)字5已經(jīng)超出了他們完全辨別的能力極限。

　　一些研究人員認(rèn)為，大腦使用的是單一的估算系統(tǒng)，只是對(duì)更大的數(shù)字的估算不夠精確。另一些研究人員則假設(shè)，之所以會(huì)出現(xiàn)表現(xiàn)差異，是因?yàn)榇竽X有兩個(gè)獨(dú)立的神經(jīng)元系統(tǒng)來(lái)量化物體。但實(shí)驗(yàn)未能確定哪種模式是正確的。

　　針對(duì)以上問(wèn)題，德國(guó)波恩大學(xué)醫(yī)院通過(guò)記錄清醒者大腦中的單個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)，對(duì)17名參與者進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn)。

　　研究人員在半秒內(nèi)在屏幕上展示了從0到9個(gè)點(diǎn)的圖像，并詢問(wèn)參與者看到的是奇數(shù)還是偶數(shù)。不出所料，當(dāng)參與者看到4個(gè)及更少的點(diǎn)數(shù)時(shí)，他們的回答要準(zhǔn)確得多。

　　此前，研究人員已經(jīng)了解到，有一些專門的神經(jīng)元與物品數(shù)量相關(guān)聯(lián)。有些神經(jīng)元在出現(xiàn)一個(gè)物體時(shí)興奮，有些則在出現(xiàn)兩個(gè)物體時(shí)興奮，以此類推。

　　對(duì)參與者神經(jīng)元活動(dòng)的分析表明，負(fù)責(zé)4及以下數(shù)字的神經(jīng)元會(huì)對(duì)其偏好的數(shù)字作出非常具體的選擇性反應(yīng)。然而，負(fù)責(zé)5到 9之間數(shù)字的神經(jīng)元不僅對(duì)其偏好的數(shù)字有強(qiáng)烈反應(yīng)，而且對(duì)臨近的數(shù)字也有反應(yīng)。

　　該研究通訊作者、德國(guó)圖賓根大學(xué)動(dòng)物生理學(xué)家Andreas Nieder說(shuō)：“這些神經(jīng)元偏好的數(shù)字越大，特定選擇性就越低。例如，對(duì)“3”這一數(shù)字有特異性的神經(jīng)元只會(huì)對(duì)“3”作出反應(yīng)，而對(duì)“8”有偏好的神經(jīng)元除了會(huì)對(duì)“8 ”作出反應(yīng)外，還會(huì)對(duì)“7”和“9”作出反應(yīng)。因此，當(dāng)人們?cè)噲D量化更多數(shù)量的物體時(shí)，可能犯更多錯(cuò)誤。

　　這表明大腦中有兩種不同的“數(shù)字系統(tǒng)”。Nieder對(duì)此感到非常驚訝，因?yàn)樗�之前認(rèn)為大腦只有一種估算機(jī)制。“我很難相信真的有這樣一條分界線，但在數(shù)據(jù)面前，我必須接受這一結(jié)論�！彼�說(shuō)。

　　“這些發(fā)現(xiàn)非常精彩，”Feigenson評(píng)價(jià)，這些發(fā)現(xiàn)為行為學(xué)研究提供了新的證據(jù)，表明有兩種心理系統(tǒng)用于估算物體數(shù)量。

　　相關(guān)論文信息：

　　https://doi.org/10.1038/s41562-023-01709-3