Das menschliche Gehirn kennt die Zahl „4', nicht aber die Zahl „5'! Wissenschaftliche Beweise belegen, dass die vier himmlischen Könige F4 alle „4' (Doge)｜Natur sind

Antworten Sie bitte innerhalb einer halben Sekunde. Warum können wir nicht sofort erkennen, welches rechts ist?

Zusätzlich zu diesem Phänomen gibt es einige ähnliche Beispiele, wie die „Vier“ großen himmlischen Könige, F „4“, „Vier“ Xiao Hua Dan usw. Warum hat das alles mit der Zahl „4“ zu tun?

Der neueste Bericht von Nature liefert direkte Beweise zur Erklärung dieses Phänomens –

Das Gehirn erkennt „4“, aber nicht „5“

.

Forscher des Universitätsklinikums Bonn, Deutschland,

beobachteten die Aktivität einzelner Neuronen und fanden heraus, dass das Gehirn unterschiedliche Systeme verwendet, um die Zahlen „1-4“ und „5-9“ zu erkennen, und die Grenze ist „4“

.

Insbesondere wenn Neuronen die Nummern 1–4 verarbeiten, werden bestimmte Neuronen verwendet, während bei der Verarbeitung von 5–9 die Reaktion nicht spezifisch ist und „durch benachbarte Nummern gestört“ wird. Zum Beispiel: Neuronen, die die Zahl 3 bevorzugen, reagieren nur auf 3, während Neuronen, die die Zahl 8 bevorzugen, auf 8, aber auch auf die Zahlen 7 und 9 reagieren.

Diese Entdeckung ist von großer Bedeutung für das Verständnis der Natur des menschlichen Denkens. Lisa Feigenson, Psychologin an der Johns Hopkins University, sagte:

Grundsätzlich geht es bei dieser Frage um die Struktur des Geistes: Was bildet die Grundlage des menschlichen Geistes?

Erkennt das menschliche Gehirn „4“ oder nicht „5“?

In einem 1871 in der Zeitschrift Nature veröffentlichten Artikel untersuchte der Ökonom und Logiker William Stanley Jevons die Zählfähigkeit von Menschen und kam zu folgendem Schluss:

Manche Menschen können die Größe der Zahl „5“ nicht beurteilen.

Einige Forscher analysierten später, dass dies daran liegt, dass das Gehirn nur ein Zählsystem für größere Zahlen verwendet und die Genauigkeit des Systems geringer ist.

Einige Menschen vermuten auch, dass der Unterschied rührt daher, dass man

zwei unabhängige Nervensysteme

zum Zählen hat und dann EEG, funktionelle Magnetresonanztomographie und andere Technologien zur weiteren Untersuchung verwendet, aber die Ergebnisse sind inkonsistent. Ich kann nicht entscheiden, welcher Modus richtig ist.

Bis vor kurzem nutzte ein Forschungsteam der Universität Bonn in Deutschland eine neue Technologie, um die Aktivität einzelner Neuronen im menschlichen Gehirn aufzuzeichnen

und entdeckte schließlich den Unterschied in der neuronalen Kodierung zwischen kleinen und großen Zahlen.

Konkret wurden diese Daten von 17 Epilepsiepatienten erhoben. Um den Ärzten dabei zu helfen, die Ursache der Epilepsie zu finden, wurden diese Patienten einer invasiven medizinischen Überwachung unterzogen, d. Diese Neuronen stammen aus vier Bereichen des Gehirns: der Amygdala, dem Hippocampus, dem ventromedialen Temporallappen und dem ventrolateralen Temporallappen.

Während des Aufnahmevorgangs müssen die Patienten eine quantitative Beurteilungsaufgabe lösen:

Unsymbolisierte „Punktmatrix“-Bilder im Bereich von 0 bis 9 werden auf dem Bildschirm angezeigt und jedes Bild dauert eine halbe Sekunde. Die Teilnehmer müssen die linke und rechte Taste drücken, um anzugeben, ob die Zahl auf dem Bild gerade oder ungerade ist

△ (links) Standardlayout, Größe und Position der Punkte sind variabel; (Mitte) Kontrolllayout, wodurch die Gesamtfläche und Dichte der Punkte ausgeglichen wird; (rechts) Punkte zeigen eine lineare Anordnung

In Verhaltenstests waren dies der Fall deutlich genauer bei der Beurteilung kleiner Mengen und der Reaktion. Die Zeit ist kürzer und zeigt die Merkmale der

„Subisierung“.

(Subisierung, ein Begriff aus der Psychologie und Kognitionswissenschaft, bezieht sich auf die menschliche Fähigkeit, kleine Mengen von Gegenständen schnell abzuschätzen.)

Wenn die Zahl größer als 4 ist, verlangsamt sich das Urteilsvermögen und die Fehlerquote steigt , was den Prozess der

„Mengenschätzung“ widerspiegelt.

Die Forscher berechneten jeweils die Fehlerrate und die Reaktionszeit und stellten schließlich fest, dass die Obergrenze des Subisierungsbereichs im Durchschnitt bei 3,7 (Fehlerrate) und 3,6 (Reaktionszeit) lag.

Die Analyse neuronaler Reaktionen bestätigte die Genauigkeit der Verhaltensergebnisse weiter.

Dezimales Quantisierungssystem und System zur Schätzung großer Zahlen In den vier erfassten Gehirnregionen wurden symbolisierte Zahlen gefunden, und diese selektiven Neuronen deckten den gesamten Zahlenbereich von 0 bis 9 ab.

Der Anteil selektiver Neuronen in verschiedenen Gehirnbereichen beträgt etwa

15,1 %

und ist damit deutlich höher als bei zufälligen Werten.

Nach der Analyse der Eigenschaften und Korrelationen der Neuronen-Tuning-Kurve stellten die Forscher fest: Bei kleinen Mengen 1–4 sind die Neuronen hochselektiv für die bevorzugte Menge und unterdrücken die Reaktion auf die nicht bevorzugte Menge, wodurch der Erkennungseffekt verbessert wird.

Ein Neuron, das empfindlich auf Mengenänderungen reagiert, erzeugt die maximale Reaktion auf eine bestimmte Zahl. Die Zahl, die die maximale Reaktion hervorruft, ist die „bevorzugte Zahl“ des Neurons.

Wenn die Zahl größer ist 4 Wenn die Abstimmungskurve des Neurons breiter wird, nimmt auch die Selektivität ab und kehrt mit zunehmender Zahl auf das Grundniveau zurück, was mit den Merkmalen der Zahlenschätzung übereinstimmt

Dann verwendeten die Forscher weiter SVM zur Auswahl sexueller Neuronen wurde dekodiert, Zustandsraumanalysen und Clustering-Analysen durchgeführt und statistische Tests an

Neuronengruppen durchgeführt. Es wurde auch festgestellt, dass es eine Klassifizierungsgrenze für die Mengenbeurteilung gibt und der signifikanteste Unterschied zwischen der Menge besteht 4 und 5.

Diese Grenze stimmt sehr gut mit dem intuitiven menschlichen Urteilsvermögen übereinDiese Studie liefert direkte Beweise dafür, dass das „Subitizing“-System für kleine Zahlen und das „Schätz“-System für große Zahlen nebeneinander existieren können

Das „Subitizing“-System kann mit der Aufmerksamkeit zusammenhängen und Arbeitsgedächtnis Dies erklärt in relevanter Weise unser scharfes Urteilsvermögen bei kleinen Informationsmengen, während das Gehirn bei Eingaben, die seine Kapazität übersteigen, auf eine langsamere, systematische Informationsverarbeitung angewiesen ist.

Allerdings erwähnten die Forscher auch, dass die komplexeren Netzwerkmechanismen weiter erforscht werden müssen, etwa ob es ähnliche Kodierungsunterschiede in anderen Gehirnbereichen gibt, ob dieses Phänomen auch bei komplexeren kognitiven Aufgaben beobachtet werden kann und die Hemmschleife Zeiteffekt usw.

Papierlink: https://www.nature.com/articles/d41586-023-03136-w

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