研究發(fā)現(xiàn)大腦中的“數(shù)學(xué)神經(jīng)元”

德國(guó)圖賓根大學(xué)和波恩大學(xué)最近進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明，大腦中的神經(jīng)元會(huì)在特定的數(shù)學(xué)運(yùn)算中被激活。研究結(jié)果顯示，一些被檢測(cè)到的神經(jīng)元只在做加法時(shí)活躍，而另一些則在做減法時(shí)活躍。相關(guān)研究成果2月14日發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》。

眾所周知，3個(gè)蘋(píng)果加2個(gè)蘋(píng)果等于5個(gè)蘋(píng)果。然而，在這樣的計(jì)算過(guò)程中，大腦發(fā)生了什么？

研究人員招募了5名女性和4名男性參與該研究。他們將電極植入?yún)⑴c者的大腦顳葉，以記錄神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)。同時(shí)，參與者必須完成簡(jiǎn)單的算術(shù)題?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)，在做加法和做減法時(shí)，不同的神經(jīng)元會(huì)被激活?！辈ǘ鞔髮W(xué)醫(yī)院癲癇科教授Florian Mormann解釋。

并非是有些神經(jīng)元只對(duì)“+”符號(hào)做出反應(yīng)，而另一些神經(jīng)元只對(duì)“-”符號(hào)做出反應(yīng)。Mormann研究小組博士生Esther Kutter解釋說(shuō)，“即使我們用文字代替數(shù)學(xué)符號(hào)，效果也一樣”。

這表明，這些細(xì)胞實(shí)際上編碼了一個(gè)數(shù)學(xué)指令。

在分析過(guò)程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，海馬旁皮層的神經(jīng)細(xì)胞在加減運(yùn)算時(shí)特別活躍。然而，當(dāng)相加時(shí)，不同的加法神經(jīng)元在同一個(gè)運(yùn)算任務(wù)中交替活躍，就好像計(jì)算器上的加號(hào)鍵在不斷地改變它的位置，減號(hào)鍵也是一樣。研究人員稱(chēng)之為“動(dòng)態(tài)編碼”。

這項(xiàng)研究在理解人類(lèi)重要的符號(hào)運(yùn)用能力之一 ——數(shù)字計(jì)算上邁出了重要一步。

◎ 來(lái)源|中國(guó)科學(xué)報(bào)