你的大腦處理數字 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制，它可能比你意識到的還要容易。

根據一項新的研究，人腦有兩種不同的方式處理數字事物：一個系統用于四個或更少的數量，另一個系統用于五個及以上的數量。

科學家們早就知道，當被要求快速辨別高于或低于這個閾值的量時，人們的反應會有所不同，但直到現在還不清楚這是否真的是兩個離散的證據神經機制，該研究的作者解釋說。

面對四個或更少的物體，人類通常可以一眼就能識別出總和，而無需計數。我們幾乎總是對的。

這種能力被稱為”子化“，這是心理學家在上個世紀創造的一個術語，它與計數和估計都不同。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，不需要計數或猜測。

雖然我們可以輕松地將數量細分為最多四個，但是，當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確的答案。

由于我們的子化技能在大于4的數量時突然消失，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）是波恩大學醫院癲癇科的認知神經生理學家。

“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，人類大腦有負責每個數字的神經元，某些神經細胞選擇性地響應特定數量。

他們發現，一些神經元主要在一個人看到兩個東西時會放電，而另一些神經元則對自己數量的視覺元素表現出類似的親和力。

然而，研究人員指出，這些神經元中的許多也會對稍小或稍大的數量做出反應，而對進一步遠離其數字焦點的數量的反應較弱。

“因此，許多'七'元素的腦細胞也會為六和八元素而觸發，但更弱，”說圖賓根大學的神經生物學家安德烈亞斯·尼德爾（Andreas Nieder）。“同一個細胞仍然被激活，但對于五到九個元素來說，情況就更少了。

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

“似乎有一種額外的機制，使這些神經元的數量少于五個元素，使這些神經元更加精確，”Nieder說.

該研究的作者報告說，負責較低數字的神經元能夠抑制負責相鄰數字的其他神經元，從而限制了有關相關數量的任何混合信號。

例如，當一個三重特化的神經元放電時，它也會抑制通常對兩組或四組事物做出反應的神經元。數字五及以上的神經元顯然缺乏這種機制。

為了研究這種影響，研究人員在波恩大學醫院招募了17名患者，準備進行腦部手術以治療癲癇。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細胞對視覺刺激的反應。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，該屏幕在半秒鐘內顯示不同數量的點。在瞥見之后，研究人員詢問受試者他們是否看到了奇數或偶數個點。

研究發現，受試者快速準確地回答了多達四個點，幾乎沒有犯任何錯誤。

然而，一旦有五個或更多點，錯誤和響應時間都開始隨著點的數量而增長。

該研究的作者說，這項研究提供了關于人類大腦機制的新線索，揭示了我們如何處理數字的重要細節，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，一種與數字和數字相關概念掌握不佳相關的發育障礙。

該研究發表在自然 人類行為.

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