你是否曾想过你的大脑是如何将事物加起来的?嗯,根据一项新的研究,大脑后上部有一组细胞显然负责记分。杜克大学的研究人员在《PLoS生物学》上报告说,他们在一个猴子大脑的顶叶皮层区域发现了一个“累加器神经元”口袋,该区域似乎整合并汇总了单个项目的总量。
“这就像有一个装满M&M豆的罐子,然后被问到里面有多少颗一样,”主要研究作者、伊利诺伊大学芝加哥分校(从杜克大学转来)的神经科学家杰米·罗伊特曼说。她补充说,识别出进行这些快速近似的神经元,可以“更好地理解我们更高认知能力背后的实际功能”。
研究人员将注意力集中在大脑的这个区域,因为之前的人类研究表明,大脑顶内叶部分的损伤会损害数字处理能力。当两只猕猴执行视觉和数字任务时,研究人员监测了那里神经元的活动。猴子面前的屏幕上闪烁着一系列由两个、四个、八个、十六个和三十二个点组成的点组。在每组100次试验中,其中一个点组被设为标准,该数字会出现一半的时间。例如,如果标准组中有八个点,当它们出现时,猴子会得到少量果汁作为奖励;如果屏幕上闪烁任何其他点组,它们将获得大量的果汁。
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在以每个点组作为标准的试验之后,研究人员发现,即使猴子期望获得更甜美的奖励(由于看到了非标准点组),受试者的顶叶神经元也没有表现出额外的活动。“奖励的多少对这些神经元来说并不重要,”罗伊特曼说,“重要的是阵列中有多少个点。”
在顶内叶区域内,他们确实发现了一组神经元,当闪烁像 32 这样较大的数字时,这些神经元会变得更加兴奋,然后随着数字减小,反应会以较低的脉冲形式出现。第二组神经元的反应方式正好相反,随着数值的增加,它们的活动会减少。本质上,罗伊特曼说,这些神经元似乎协同工作以对总量进行近似估计。“他们没有识别刺激的数值,”她解释说。“例如,没有神经元偏好四或八。”
罗伊特曼推测,由这些顶内叶神经元提供的估计值随后被传递到前额叶皮层中的另一组细胞,然后前额叶皮层将计算微调为精确值。罗伊特曼认为,皮层的这一部分是关联皮层的一部分,它将计划和注意力与运动功能联系起来。“当皮层的这一部分受到破坏时,”她说,例如由于中风或脑损伤,“随之而来的缺陷是注意力分配困难。”