只管零对数学很主要,但人类大脑中数字零的神经根本此前却不为人知。
来自波恩大学医院 (UKB)、波恩大学和图宾根大学的研究职员现在创造,内侧颞叶中的单个神经细胞将零识别为数值,而不是单独的种别“无”。
该研究结果现已揭橥在《当代生物学》杂志上。

数字零的观点对付数字系统和数学的发展至关主要,被广泛认为是人类最主要的文化造诣之一。

共同通讯作者、斯坦福大学教授表示:“与一、二或三等代表可数数量的其他数字不同,零表示没有可数的东西,但同时仍旧具有数值。

Florian Mormann 来自英国波恩大学癫痫病学系,他也是波恩大学跨学科研究领域 (TRA)“生命与康健”的成员。

大年夜脑若何处理数字零研究人员解释了零数学概念的神经根本

与正自然数比较,数字零的观点是在人类历史的末了两千年才涌现的。

这也反响在儿童发展上,由于儿童常日要到六岁旁边才能理解零的观点和干系的算术规则。

神经元发出数字零的旗子暗记

人类大脑中的神经细胞如何表现这一观点尚未被研究。

目前,波恩的研究职员已与图宾根大学的神经生物学家联手,试图彻底弄清这个问题。

为了实现这一目标,他们向神经外科患者展示了从 0 到 9 的数值,这些患者在 UKB 的颞叶中插入了细如发丝的微电极以准备进行手术。

数值一方面以阿拉伯数字显示,另一方面以点集显示——包括一个空集。

“与此同时,我们能够丈量单个神经细胞的活动,并真正创造发出零旗子暗记的神经元,”该研究的第一作者 Esther Kutter 说。

“这种神经元对阿拉伯数字零或空集有反应,但不会同时对两者有反应。

数字零是神经元的数值

在这两种情形下,都存在数值间隔效应,神经元对相邻数字 1 的反应较弱,但也是可丈量的。
“因此,在神经元层面,零的观点不是被编码为一个单独的种别‘无’,而是被编码为一个数值,与数轴下真个其他可数数值相结合,”图宾根大学神经生物学研究所的 Andreas Nieder 教授说,Mormann 教授补充道:“只管存在这种整合,但空集在神经元群体层面的编码办法与其他数字不同,尤其是在点集的情形下。
这可以阐明为什么在行为层面上,对空集的识别也比其他小数字须要更长的韶光。
”然而,对付阿拉伯数字,这种影响在神经或行为层面都没有创造。
由此,研究职员认识到符号表示(例如通过阿拉伯数字)对付人类大脑在数轴上整合数字零的主要性。