快，下面的照片里有几个苹果？
很容易看出有三个，但由于你大脑中独特的处理机制，这可能比你意识到的更容易。
根据一项新的研究，人类大脑有两种不同的方式来处理数字：一种系统处理4或更少的数量，另一种系统处理5或更多的数量。
这项研究的作者解释说，科学家们很早就知道，当被要求快速辨别高于或低于这一阈值的数量时，人们的反应会有所不同，但到目前为止，还不清楚这是否真的是两种离散神经机制的证据。
面对四个或更少的物体，人类通常可以第一眼认出总数，而不需要计数。而且，我们几乎总是对的。
这种能力被称为“数感（subitizing）”，这是上个世纪心理学家创造的一个术语，它不同于计数和估计。它指的是一种不需要计算或猜测，就能立即知道自己在看多少东西的神奇感觉。
虽然我们可以很容易地将数量细分到四个，但当我们看到五个或更多的东西时，这种能力就会消失。例如，如果被要求立即量化一组七个苹果，我们往往会犹豫和估计，需要更长的时间才能做出回应，但仍然可能会提供不太准确的答案。
由于我们的数感能力在大于4的数量上突然消失，一些研究人员怀疑我们的大脑使用两种不同的处理方法，专门用于小数量或大数量。
“然而，到目前为止，这个想法一直存在争议，”合著者弗洛里安·莫曼（Florian Mormann）说，他是波恩大学医院癫痫学系的认知神经生理学家。“也可能是我们的大脑总是在做估计，但小数量事物的错误率非常低，以至于它们根本就没有被注意到。”
这项新研究的一些作者此前的研究表明，人类大脑中有负责每个数字的神经元，特定的神经细胞会对特定的数量做出选择性的反应。
他们发现，一些神经元主要在一个人看到两个东西时就会放电，而另一些神经元则对自己的视觉元素表现出类似的亲和力。
然而，研究人员指出，这些神经元中的许多神经元也会对稍小或稍大的数字做出反应，对远离它们的数字焦点的数字的反应较弱。
来自图宾根大学的神经生物学家安德里亚斯·尼德（Andreas Nieder）说：“因此，含有许多“7”元素的脑细胞也会激发6和8元素，但反应更弱。同样的细胞仍然被激活，但对于5个或9个元素来说，激活程度更低。”
正如尼德在之前的研究中所表明的那样，这种“数字距离效应”也发生在猴子身上。然而，在人类中，它通常只发生在我们看到五个或更多的东西时，这暗示着我们在识别较小数字的方式上存在一些未被发现的差异。
尼德说：“似乎有一种额外的机制来处理少于5个元素的数量，使这些神经元更加精确。”
该研究的作者报告说，负责较低数字的神经元能够抑制负责相邻数字的其他神经元，从而限制了有关所讨论数量的任何混合信号。
例如，当一个三组神经元被激活时，它也会抑制那些通常对两组或四组事物做出反应的神经元。数字5及以上的神经元显然缺乏这种机制。
为了研究这种影响，研究人员在波恩大学医院招募了17名准备接受脑外科手术治疗癫痫的患者。作为治疗的一部分，他们将微电极插入患者的颞叶。
“我们能够用它们来测量单个神经细胞对视觉刺激的反应，”第一作者、莫曼研究小组的博士生埃丝特·库特（Esther Kutter）说。
研究对象观看电脑屏幕，屏幕在半秒内显示不同数量的点。在这之后，研究人员问受试者他们看到的点是奇数还是偶数。
研究发现，受试者能快速准确地回答了多达四个点，几乎没有错误。
然而，一旦有五个或更多的点，错误和响应时间就会随着点的数量而增加。
该研究的作者说，这项研究为人类大脑的机制提供了新的线索，揭示了我们如何处理数字的重要细节，并有可能帮助解释为什么有些人很难处理数字。
更多这样的研究可以提高我们对计算障碍的理解，例如，这是一种与数字和数字相关概念的掌握能力差有关的发育障碍。
这项研究发表在《自然人类行为》杂志上。
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