德國圖賓根大學(xué)和波恩大學(xué)最近進(jìn)行的一項研究表明，大腦中的神經(jīng)元會在特定的數(shù)學(xué)運(yùn)算中被激活。研究結(jié)果顯示，一些被檢測到的神經(jīng)元只在做加法時活躍，而另一些則在做減法時活躍。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個蘋果加2個蘋果等于5個蘋果。然而，在這樣的計算過程中，大腦發(fā)生了什么？

波恩大學(xué)醫(yī)院癲癇科專門對癲癇患者的大腦進(jìn)行外科手術(shù)。有些病人的癲癇發(fā)作起源于大腦的同一區(qū)域。為精確定位這個有缺陷的區(qū)域，醫(yī)生在病人體內(nèi)植入幾個電極。這些探針可以用來精確定位痙攣的來源。此外，單個神經(jīng)元的活動可以通過連線來測量。

基于上述基礎(chǔ)，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。同時，參與者必須完成簡單的算術(shù)題?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)，在做加法和做減法時，不同的神經(jīng)元會被激活。”波恩大學(xué)醫(yī)院癲癇科教授Florian Mormann解釋說。

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

這表明，這些細(xì)胞實際上編碼了一個數(shù)學(xué)指令。

在分析過程中，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)算時特別活躍。然而，當(dāng)相加時，不同的加法神經(jīng)元在同一個運(yùn)算任務(wù)中交替活躍，就好像計算器上的加號鍵在不斷地改變它的位置，減號鍵也是一樣。研究人員稱之為“動態(tài)編碼”。

這項研究在理解人類重要的符號運(yùn)用能力之一 ——數(shù)字計算上邁出了重要一步。(來源：中國科學(xué)報 文樂樂）

相關(guān)論文信息：https:///10.1016/j.cub.2022.01.054