你的大脑处理数字 4 和 5 的方式有很大的不同

快，上图中有多少个苹果？

很容易看出有三种，但由于你大脑中独特的处理机制，它可能比你意识到的还要容易。

根据一项新的研究，人脑有两种不同的方式处理数字事物：一个系统用于四个或更少的数量，另一个系统用于五个及以上的数量。

科学家们早就知道，当被要求快速辨别高于或低于这个阈值的量时，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神经机制，该研究的作者解释说。

面对四个或更少的物体，人类通常可以一眼就能识别出总和，而无需计数。我们几乎总是对的。

这种能力被称为”子化“，这是心理学家在上个世纪创造的一个术语，它与计数和估计都不同。它指的是一种不可思议的感觉，即立即知道你正在看多少东西，不需要计数或猜测。

虽然我们可以轻松地将数量细分为最多四个，但是，当我们查看五个或更多事物时，这种能力就会消失。例如，如果被要求立即量化一组七个苹果，我们往往会犹豫和估计，需要稍长的时间来回答，并且仍然提供不太准确的答案。

由于我们的子化技能在大于4的数量时突然消失，一些研究人员怀疑我们的大脑使用两种不同的处理方法，专门用于小量或大量。

“然而，这个想法到目前为止一直存在争议，”说合著者弗洛里安·莫尔曼（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，以至于它们根本没有被注意到。

以前的研究这项新研究的作者表明，人类大脑有负责每个数字的神经元，某些神经细胞选择性地响应特定数量。

他们发现，一些神经元主要在一个人看到两个东西时会放电，而另一些神经元则对自己数量的视觉元素表现出类似的亲和力。

然而，研究人员指出，这些神经元中的许多也会对稍小或稍大的数量做出反应，而对进一步远离其数字焦点的数量的反应较弱。

“因此，许多'七'元素的脑细胞也会为六和八元素而触发，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，但对于五到九个元素来说，情况就更少了。

这种“数值距离效应”也发生在猴子身上，正如 Nieder 在以前的研究.然而，在人类中，它通常只发生在我们看到五个或更多事物时，暗示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，使这些神经元的数量少于五个元素，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，从而限制了有关相关数量的任何混合信号。

例如，当一个三重特化的神经元放电时，它也会抑制通常对两组或四组事物做出反应的神经元。数字五及以上的神经元显然缺乏这种机制。

为了研究这种影响，研究人员在波恩大学医院招募了17名患者，准备进行脑部手术以治疗癫痫。作为治疗的一部分，患者将微电极插入颞叶。

“我们能够用它们来测量单个神经细胞对视觉刺激的反应。说第一作者埃丝特·库特（Esther Kutter），莫尔曼研究小组的博士生。

研究对象观看电脑屏幕，该屏幕在半秒钟内显示不同数量的点。在瞥见之后，研究人员询问受试者他们是否看到了奇数或偶数个点。

研究发现，受试者快速准确地回答了多达四个点，几乎没有犯任何错误。

然而，一旦有五个或更多点，错误和响应时间都开始随着点的数量而增长。

该研究的作者说，这项研究提供了关于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会挣扎。

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。

该研究发表在自然 人类行为.

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