인간의 두뇌는 숫자 '4'를 인식하지만 숫자 '5'는 인식하지 못합니다! 과학적 증거는 사천왕 F4가 모두 '4'(총독)임을 뒷받침합니다|자연

0.5초 안에 답해 주세요. 아래 사진에는 사과가 몇 개 있나요?

왼쪽이 4개, 오른쪽이... 많다는 것을 한눈에 알 수 있나요? 왜 우리는 어느 것이 오른쪽에 있는지 즉시 결정할 수 없습니까?

이 현상 외에도 "Four" Heavenly King, F "4", "Four" Xiao Hua Dan 등과 같은 유사한 예가 있습니다. 왜 이 모든 것이 숫자 "4"와 관련이 있나요?

자연의 최신 보고서는 이 현상을 설명하는 직접적인 증거를 제공합니다. 뇌는 "4"를 인식하지만 "5"는 인식하지 못합니다.

독일 본 대학 의료 센터의 연구원들은 단일 뉴런의 활동을 관찰하고 뇌가 숫자 "1-4"와 "5-9"를 인식하기 위해 서로 다른 시스템을 사용한다는 것을 발견했으며 경계는 다음과 같습니다. "4".

구체적으로 뉴런이 숫자 1~4를 처리할 때는 특정 뉴런이 사용되는 반면, 5~9를 처리할 때는 응답이 구체적이지 않고 인접한 숫자의 간섭을 받게 됩니다.

예를 들어 숫자 3을 선호하는 뉴런은 3에만 반응하고, 숫자 8을 선호하는 뉴런은 8에만 반응하지만 숫자 7과 9에도 반응합니다.

이 발견은 자연을 이해하는 데 큰 의미가 있습니다. 인간의 생각의. 존스 홉킨스 대학의 심리학자 리사 페이겐슨은 이렇게 말했습니다.

기본적으로 이 질문은 마음의 구조와 관련이 있습니다. 인간 마음의 기초를 형성하는 것은 무엇입니까?

인간의 두뇌는 "4"를 인식합니까, 아니면 "5"를 인식하지 않습니까?

1871년 Nature 잡지에 실린 기사에서 경제학자이자 논리학자인 William Stanley Jevons는 인간의 계산 능력을 조사하고 다음과 같은 결론에 도달했습니다.

어떤 사람들은 숫자 "5"의 크기를 판단할 수 없습니다

나중에 일부 연구자들은 이것이 뇌가 더 큰 숫자에만 계산 시스템을 사용하기 때문에 시스템의 정확도가 더 낮다고 분석했습니다

어떤 사람들은 또한 차이가 있다고 가정합니다 계산을 위해 두 개의 독립적인 신경계를 갖고 있으며 EEG, 기능적 자기공명영상 및 기타 기술을 사용하여 추가 연구를 수행하지만 결과가 일관되지 않아 어떤 모드가 올바른지 결정할 수 없습니다.

최근까지 독일 본 대학교 연구팀은 새로운 기술을 사용하여 인간 뇌의 단일 뉴런의 활동을 기록했으며 마침내 작은 숫자와 큰 숫자 사이의 신경 코딩의 차이를 발견했습니다.

구체적으로 이 데이터는 17명의 간질 환자로부터 얻은 데이터입니다. 의사가 간질의 원인을 찾는 데 도움을 주기 위해 이 환자들은 침습적 의료 모니터링을 받았습니다. 즉, 미세 전극을 뇌에 이식했습니다

환자가 모니터링 수술을 받는 동안 미세 전극은

801개의 단일 뉴런의 활동을 기록했습니다. 이 뉴런은 편도체, 해마, 복내측 측두엽, 복외측 측두엽 등 뇌의 4개 영역에서 나옵니다.

기록 과정에서 환자는 정량적 판단 작업을 수행해야 합니다.

0-9 범위의 기호화되지 않은 "도트 매트릭스" 이미지가 화면에 표시되며 각 이미지는 0.5초 동안 지속됩니다. 참가자는 왼쪽 및 오른쪽 키를 눌러 이미지의 숫자가 짝수인지 홀수인지 표시해야 합니다.

도트 매트릭스는 표준 형식과 제어 형식으로 표시됩니다. 다음은 세 가지 도트 매트릭스 배열입니다.

Δ(왼쪽) 표준 레이아웃, 점의 크기와 위치는 가변적입니다. (가운데) 제어 레이아웃은 점의 전체 면적과 밀도를 동일하게 합니다. (오른쪽) 점은 선형 배열을 나타냅니다. 소량을 판단하고 대응하는데 훨씬 더 정확합니다. 시간이 더 짧아

"서브화"

의 특징을 보여줍니다.

(포화란 심리학, 인지과학 분야의 용어로, 적은 양의 항목을 빠르게 추정하는 인간의 능력을 말합니다.)

숫자가 4보다 크면 판단이 느려지고 오류율이 높아집니다. , "수량 추정"

프로세스를 반영합니다.

연구원들은 오류율과 반응 시간을 각각 계산한 결과, 하위화 범위의 상한이 평균 3.7(오류율)과 3.6(반응 시간)으로 최종 결정되었습니다.

뉴런 반응 분석을 통해 행동 결과의 정확성이 추가로 확인되었습니다

소수 양자화 시스템 및 대수 추정 시스템

단일 뉴런 수준에서 연구자들은 유사한 코딩 패턴도 관찰했습니다.

그들은 비 뉴런에 선택적으로 반응하는 뉴런입니다. -기호화된 숫자는 기록된 4개의 뇌 영역에서 발견되었으며 이러한 선택적 뉴런은 0-9의 전체 숫자 범위를 포괄했습니다.

다양한 뇌 영역에 있는 선택적 뉴런의 비율은 약 15.1%로, 이는 무작위 수준보다 훨씬 높습니다.

뉴런 조정 곡선 특성과 상관 관계를 분석한 후 연구원들은 다음을 발견했습니다.

소량 1-4의 경우 뉴런은 선호하는 수량에 대해 매우 선택적이고 선호하지 않는 수량에 대한 반응을 억제하여 인식 효과가 향상됩니다.

수량의 변화에 ​​민감한 뉴런의 경우 특정 숫자에 대해 최대 반응을 생성합니다. 최대 반응을 일으키는 숫자는 뉴런의 "선호 숫자"입니다.

숫자가 다음보다 큰 경우. 4 , 뉴런의 조율 곡선이 넓어지고 선택성도 감소하며 숫자가 증가함에 따라 기준선 수준으로 돌아갑니다. 이는 숫자 추정의 특성과 일치합니다

그런 다음 연구원들은 다음을 추가로 사용했습니다. 성 뉴런을 선택하기 위한 SVM을 디코딩하고 상태 공간 분석과 클러스터링 분석을 수행했으며 뉴런 그룹에 대해 통계 테스트를 수행했습니다. 또한 수량 판단을 위한 분류 경계가 있으며 가장 중요한 차이는 수량 간의 차이인 것으로 나타났습니다. 4와 5.

이 경계는 인간의 직관적 판단과 매우 일치합니다.

이 연구는 작은 수에 대한 "하위화" 시스템과 큰 수에 대한 "추정" 시스템이 공존할 수 있다는 직접적인 증거를 제공합니다

"하비타이징" 시스템은 주의와 관련이 있을 수 있습니다 그리고 작업 기억과 관련하여 이는 소량의 정보에 대한 우리의 예리한 판단을 설명하는 반면, 뇌는 용량을 초과하는 입력에 대해 더 느리고 체계적인 정보 처리에 의존합니다.

그러나 연구원들은 또한 다른 뇌 영역에 유사한 코딩 차이가 있는지, 이 현상이 더 복잡한 인지 작업에서도 관찰될 수 있는지, 억제 루프와 같은 더 복잡한 네트워크 메커니즘을 더 탐구해야 한다고 언급했습니다. 시간효과 등

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

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