Направи дарение на училище!

При извършване на изчисления някои неврони са активни при добавяне, други при изваждане.

Резюме:

Мозъкът има неврони, които се задействат специално по време на определени математически операции. Констатациите показват, че някои от откритите неврони са активни изключително по време на добавяне, докато други са активни по време на изваждане. Те отговарят по същия начин, независимо дали инструкцията за изчисление е записана като дума или символ.

Мозъкът има неврони, които се задействат специално по време на определени математически операции. Това показва скорошно проучване, проведено от университетите в Тюбинген и Бон. Констатациите показват, че някои от откритите неврони са активни изключително по време на добавяне, докато други са активни по време на изваждане. Те не се интересуват дали инструкцията за изчисление е записана като дума или символ. Резултатите вече са публикувани в списанието Current Biology.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Повечето деца в началното училище вероятно вече знаят, че три ябълки плюс две ябълки дават пет ябълки. Какво обаче се случва в мозъка по време на такива изчисления, все още е до голяма степен неизвестно. Настоящото проучване на университетите в Бон и Тюбинген сега хвърля светлина върху този въпрос.

Изследователите се възползваха от специална характеристика на Отделението по епилептология в Университетската болница в Бон. Специализира се в хирургични процедури върху мозъка на хора с епилепсия. При някои пациенти гърчовете винаги произхождат от една и съща област на мозъка. За да локализират прецизно тази дефектна зона, лекарите имплантират няколко електрода в пациентите. Сондите могат да се използват за точно определяне на произхода на спазъма. В допълнение, активността на отделните неврони може да бъде измерена чрез окабеляването.

Някои неврони се активират само при сумиране

Пет жени и четирима мъже участваха в настоящото проучване. Те имаха електроди, имплантирани в така наречения темпорален дял на мозъка, за да записват активността на нервните клетки. Междувременно участниците трябваше да изпълняват прости аритметични задачи. „Открихме, че различни неврони се задействат по време на добавяне, отколкото по време на изваждане“, обяснява проф. Флориан Морман от Отделението по епилептология в Университетската болница в Бон.

Не беше така, че някои неврони реагираха само на знака „+“, а други само на знака „-“: „Дори когато заменихме математическите символи с думи, ефектът остана същият“, обяснява Естер Кътър, която е прави докторантурата си в изследователската група на проф. Морман. „Например, когато субектите бяха помолени да изчислят „5 и 3“, техните неврони за добавяне се върнаха в действие; докато за „7 по-малко 4“, техните неврони за изваждане го направиха.“

Това показва, че откритите клетки всъщност кодират математическа инструкция за действие. По този начин мозъчната активност показва с голяма точност какви задачи изчисляват в момента субектите на теста: Изследователите подават моделите на активност на клетките в самообучаваща се компютърна програма. В същото време те казаха на софтуера дали субектите в момента изчисляват сбор или разлика. Когато алгоритъмът беше изправен пред нови данни за дейността след тази фаза на обучение, той успя да идентифицира точно по време на коя изчислителна операция е бил записан.

Проф. Андреас Нидер от университета в Тюбинген ръководи проучването заедно с проф. Морман. „От експерименти с маймуни знаем, че неврони, специфични за определени изчислителни правила, също съществуват в мозъците им“, казва той. „При хората обаче едва ли има данни в това отношение.“ По време на своя анализ двете работни групи се натъкнаха на интересен феномен: една от изследваните области на мозъка беше така нареченият парахипокампален кортекс. Там също изследователите откриха нервни клетки, които се задействаха специално по време на добавяне или изваждане. Въпреки това, при обобщаване, различни допълнителни неврони стават алтернативно активни по време на една и съща аритметична задача. Образно казано, все едно клавишът плюс на калкулатора постоянно сменя местоположението си. Същото беше и с изваждането.

„Това проучване бележи важна стъпка към по-доброто разбиране на една от най-важните ни символични способности, а именно пресмятането с числа“, подчертава Морман. Двата екипа от Бон и Тюбинген сега искат да проучат точно каква роля играят намерените нервни клетки в това.

Проучването е финансирано от Германската изследователска фондация (DFG) и фондация Volkswagen.

Превод: Екатерина Танчева

Източник: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220214121241.htm

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!