在一项研究中，德国研究人员教会猴子将阿拉伯数字与其相应的数量联系起来，他们指出前额叶皮层是哺乳动物大脑中负责将符号与抽象概念联系起来的部分。
这一发现让蒂宾根大学灵长类神经认知实验室负责人安德烈亚斯·尼德和他的研究生伊尔卡·迪斯特感到惊讶，他们原本认为顶内沟——后脑的一个外侧区域——负责这项任务。
尼德在谈到本周发表在《PLoS Biology》上的研究结果时说：“在口头计数的人类中，顶叶皮层似乎是符号数字表征的关键结构。人类顶叶的某些部分受损会导致在处理数字方面出现非常具体的缺陷。”
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相反，研究人员发现，语义关联是在皮层的前额部分（大脑的中央处理区域）形成的，这表明该区域在儿童和猴子中参与了数字链接的早期学习——例如数字 4 与四个点的数量之间的联系——并且随着关联变得更加自动化，顶叶区域会在青少年时期接管这项工作。事实上，对儿童的影像学研究表明，当儿童在符号和概念之间建立联系时，他们的前额叶区域会大量参与。
尼德和迪斯特训练了两只恒河猴进行实验。首先，他们教会动物区分不同的数量，方法是向它们展示点集，并让它们挑出点数相同的点集（从一到四）。然后，他们花费了几个月的时间将每个点集与不同的阿拉伯数字联系起来。
在课程结束后，研究人员对猴子进行了绩效测试，在此期间，他们训练猴子在数字及其匹配的点数出现在它们面前时拉动杠杆。猴子做出正确关联的几率接近 90%。当动物们思考它们的选项时，研究人员扫描了前额叶皮层中 692 个随机选择的神经元和顶叶皮层中 437 个神经细胞。研究人员发现，23% 的前额叶神经元在任务期间表现出活性增加，但只有 2% 的顶叶神经元做出了反应。
此外，前额叶皮层中的神经元群似乎针对特定数量进行了调整，细胞的子集对特定的数字或数量做出反应：一些对 1 做出反应，另一些对 2 做出反应（依此类推）。此外，尼德指出，如果猴子即将做出错误的决定，研究人员观察到的前额叶神经元活动模式与它们正确时的活动模式非常不同。
杰米·罗伊特曼，伊利诺伊大学芝加哥分校的研究助理教授，表示这项新研究澄清了数字认知中一个尚未解答的问题：命名一个数值是否存在两个步骤。以前，人们认为大脑首先学会对珠子、点或狗等的数量进行求和，并且更高的数量会导致神经元中更大的活动。然后，第二组神经元（在顶叶皮层中）将确定相应的基数值——1、2、3、4 等等。“[这项新研究] 发现，[前额叶] 皮层中的神经元在观察到四个点的刺激或符号‘4’时反应相似，就好像这些神经元能够将符号映射到基数值一样，”她说。“这表明符号与其代表的事物之间的这种关联可能发生在前额叶神经元的活动中。”
尼德认为这项工作可以应用于人类。“人类在童年时期学会将符号用作心理工具；在将符号用作符号之前，最初毫无意义的形状与语义类别之间的长期关联必然必须建立，”他说，并指出动物有能力建立初步的关联，正如这项研究所示。“在动物模型中，我们有机会了解此类认知要求高的任务背后的细胞机制。”