大脑中有一些神经元,它们在特定的数学运算过程中会被特别激活。德国图宾根大学和波恩大学最近进行的一项研究表明了这一点。
研究结果表明,一些被检测到的神经元只在添加时活跃,而另一些在减法时活跃。它们不关心计算指令是以一个单词还是一个符号的形式写下来的。研究结果已发表在《当代生物学》杂志上。
大多数小学生都知道,三个苹果加两个苹果,等于五个苹果。然而,在这些计算过程中,大脑中发生了什么仍是一个未解之谜。波恩大学和图宾根大学目前的研究揭示了这个问题。
研究人员受益于波恩大学医院癫痫科的一个特殊功能——它专门对癫痫患者的大脑进行外科手术。有些病人的癫痫发作总是发生在大脑的同一区域。为了精确定位这个有缺陷的区域,医生在病人体内植入了几个电极。这种探针可以用来精确地确定痉挛的来源。此外,单个神经元的活动可以通过这种连接进行测量。
五名女性和四名男性参与了目前的研究。他们将电极植入所谓的大脑颞叶,以记录神经细胞的活动。同时,参与者必须执行简单的算术任务。“我们发现,在做加法和做减法时,不同的神经元会被激活。”波恩大学医院癫痫学系的Florian Mormann教授解释说。
并不是有些神经元只对“+”符号作出反应,而另一些神经元只对“-”符号作出反应:“即使我们用文字代替数学符号,效果也没有改变。”在摩曼教授的研究小组中攻读博士学位的Esther Kutter解释说,“例如,当受试者被要求计算‘5和3’时,他们的加法神经元立即启动,而对于‘7减4’,他们却用到的是减法神经元。”
这表明发现的细胞实际上编码了一个数学指令。因此,大脑活动非常准确地显示了受试者目前正在计算的任务类型:研究人员将细胞的活动模式输入到一个自我学习的计算机程序中。同时,他们告诉软件受试者目前是在计算一个和还是一个差。在这个训练阶段之后,当算法遇到新的活动数据时,它能够准确地识别在哪个计算操作期间记录了这些数据。
来自图宾根大学的Andreas Nieder教授与Mormann教授共同指导了这项研究。“我们之前从猴子的实验中知道,猴子的大脑中也存在特定于某些计算规则的神经元。”他说,“然而在人类身上,几乎没有这方面的数据。”在分析过程中,两个工作小组发现了一个有趣的现象:其中一个被研究的大脑区域是所谓的海马旁皮层。在那里,研究人员发现了在加法或减法过程中特别活跃的神经细胞。当求和时,不同的加法神经元在同一个算术任务中交替活跃。形象地说,这就像计算器上的加号键在不断改变其位置。减法的情况也是如此。研究人员也将此称为 "动态编码"。
Mormann强调说:“这项研究标志着我们朝着更好地理解人类最重要的标志性能力之一——用数字计算——迈出了重要的一步。”
(独家编译:科幻世界)
最热文章
人工智能写科幻小说,和作家写科幻小说有什么不一样?
德国概念设计师Paul Siedler的场景创作,宏大气派。
《静音》是一部 Netflix 电影。尽管 Netflix 过去一年在原创电影上的表现并不如预期,但是《静音》仍让人颇为期待
最近,美国最大的经济研究机构——全国经济研究所(NBER,全美超过一半的诺奖经济学得主都曾是该机构的成员)发布了一份报告,全面分析了 1990 到 2007 年的劳动力市场情况。\n
坏机器人制片公司最新的一部电影名为《霸主》(overlord),背景设置在二战时期,很可能是一部在半遮半掩中秘密制作的科洛弗电影系列。
我们都知道,到处都在重启;我们也知道,如果有钱,啥都能重启。所以,会不会被重启算不上是个问题,只能问什么时候会被重启。自然而然地,世界各地的各种重启现象衍生出了一个有趣的猜猜游戏:哪一部老作品会是下一个接受这种待遇的?\n