美國科學家確定大腦認知數字的位置

據物理學家組織網近日報道，最近，美國斯坦福大學醫學院科學家為腦中的數字“熱點”進行了精確定位，測量精度達到1/15英寸(1.7毫米)腦區寬度。數字“熱點”是當人們看到普通數字如“6”“38”時，腦中最先被激活的位點。這一發現有助于進一步尋找大腦中的數學信息流處理腦區，并指導數字讀寫與計算障礙病人的臨床研究，這種病人沒有能力處理數字信息。相關論文發表在近日出版的《神經科學雜志》上。

“這是迄今為止第一個這種研究，證明了人腦中存在一種專門處理數字的神經元集叢。”論文高級作者、斯坦福大學人類顱內認知電生理項目主管、神經病學與神經科學副教授約瑟夫·帕維茲說，這一小群神經細胞對數字的反應，比對類似的圖形、聲音、含義符號的反應都強烈得多。“這有力地證明了我們的腦回路能夠通過受教育而改變，因為沒有人天生就認識數字。”

在早期研究中，他們已經知道當一個人集中精力在數學問題上時，會激活大腦的哪些腦區。他們注意到在顳下回(大腦外皮質區的一個表層區域，與視覺信息處理有關)有一個位點，是由約100萬到200萬個神經元構成的神經集叢，在數學計算中極為活躍。為了進一步驗證普遍性，他們找了7位顱內顳下回及附近腦區植入電極的癲癇患者，請他們參與實驗。

研究人員請志愿者看一系列電腦屏幕上的符號圖像，這時他們覆蓋有電極的腦區就會活躍起來，并由電極記錄下來。每個電極都記錄了一小片腦區(約含50萬個神經元)的反應。

由于數字包括了形狀、發音和含義三方面，實驗經過了精心設計，以區別大腦對形、音、意表達的反應。他們發現，大部分數字“熱點”對數字的反應要比對類似數字的字符、類似數字發音的單詞，以及表達數字含義的單詞的反應要明顯強烈得多。

帕維茲說，數字—處理神經元集叢是位于一個更大的神經元群體中，這個更大群體會被各種角度的線段、曲線的視覺符號激活。“在這些神經元群體中，對數字的反應比對含義和發音反應更優先。在許多例子中，這些位點確實對無序字母和無序數字的反應更強烈；然而在更大的神經群體中，‘視覺數字區’會更偏愛真實數字而不是錯誤字形、同意或同音的單詞。”

帕維茲還指出，好像確定視覺刺激的這個腦區在進化中已經設計好了，如各種角度組合的線條——在稠密的叢林里，猴子從一根樹枝蕩到另一根樹枝時，必須對各種角度線段做出處理。在處理數字計算時，這個區域的一部分進一步進化了，這也是文化與神經生理學的一個交叉。

研究人員表示，他們希望用這些專門的數字—導向位點來追蹤大腦中的數字處理路徑。論文第一作者、帕維茲實驗室的珍妮弗·夏姆說：“我們想看看這些特殊區域是怎樣和其他腦區連接并通訊的。”(常麗君)