Hjerneceller teller

Hjernens evne til å takle abstrakte konsepter kan spores helt ned til individuelle celler. Koden for apers forståelse av antall er avslørt, og funnene viser at enkelte hjerneceller er spesialister på bestemte mengder - tallene har en biologisk representasjon i hjernen.

Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.

Når en ape ser på to prikker, to epler eller to andre aper, er individuelle nerveceller i apens hjerne i stand til å kjenne igjen “toheten”.

Noen celler reagerer på ett objekt, andre på to, eller tre, og så videre. Det er nesten som om cellene har fått tildelt hver sin mengde, sammen med en beskjed om å rope ut når de registrerer den.

Det abstraktes biologiske røtter

Oppdagelsen dekoder hjernens kode for tall, og apenes tallferdigheter kan være en evolusjonær skygge av våre egne. Egenskaper vi oppfatter som sofistikerte og kulturelle har biologiske røtter.

- De nevrologiske egenskapene vi finner i apehjernen kan være meget like, eller identiske, med egenskapene som utgjør grunnlaget for tallferdigheter hos mennesker, sier den amerikanske nevrologen Earl Miller ved MITs Picower Center for Learning and Memory researchers.

Miller har ledet en forskergruppe som først brukte syv måneder på å lære to rhesusaper tallene fra en til fem. Så lærte de to hannapene konseptet likhet, og til slutt trente de dem opp til å dra i en spake dersom to bilder så like ut. Bildene de viste apene ble gradvis forandret, mens apene fikk belønning dersom de reagerte på bilder som hadde et likt antall objekter, i en blanding av prikker, trekanter, firkanter, etc.

Registrerte hjernecellenes respons

Etter at apene hadde lært seg å kjenne igjen de fem ulike mengdene objekter, registrerte forskerne responsen fra individuelle hjerneceller i apens prefrontale cortex; området som tar imot signaler fra det visuelle systemet.

Forskerne oppdaget at individuelle nerveceller reagerte på forskjellige mengder. En nervecelle som reagerte kraftig på et bestemt antall objekter reagerte også på andre mengder, men i progressivt mindre grad. En celle ville for eksempel reagere kraftig på antallet tre, men gi en mindre reaksjon på to og fire.

- Dette indikerer at hjernecellene bevarer det ordinale forholdet mellom antallene, og ikke behandler dem som uavhengige kategorier, sier Miller. Vi vet at tre er mer enn to, og mindre enn fire, og det virker som om nervecellene også “vet” dette.

Cellenes reaksjonskurve

Nervecellene ignorerte objektenes form, størrelse og plassering, og hver enkelt celles respons nådde altså et toppunkt ved den foretrukne mengde. Dette kan være med på å forklare hvorfor dyr kan identifisere store forskjeller lettere enn små - da er det nemlig mindre overlapping mellom responsene fra de forskjellige spesialistcellene.

For cellene som lot seg pirre av store mengder er kurven flatere. Her virker det som cellene garderer seg, og reagerer på flere nærliggende mengder. Dette passer med en annen egenskap ved oppfatningen av tall: Mennesker og dyr bruker for eksempel lengre tid på å skille mellom grupper på 15 og 16, enn grupper på en og to.

Forskerne fant ut at cellene reagerer på tilnærmede mengder heller en individuelle antall når det kommer til større mengder - mellom 10 og 13, for eksempel, eller 30 til 35.

Fundamentalt for intelligens

Mange dyr er i stand til å kjenne igjen og skille mellom forskjellige mengder. Duer kan for eksempel skille mellom grupper på forskjellige størrelser opp til 50 objekter, skriver journalen Nature.

- Evnen til å abstrahere forestillinger om mengde og tall er fundamentale for intelligent oppførsel. Det er ikke bare viktig for matematikk, men også for overlevelse generelt. Sosiale dyr som primatene kan for eksempel foreta avgjørelser om å slåss eller flykte ved å bedømme det relative antallet fiender, sier Miller.

Kan forbedre matteundervisningen

- Flere studier har antydet at ikke-verbale spedbarn har grunnleggende tallferdigheter som utgjør et fundament som de høyere utviklede evnene hos voksne mennesker bygger på, sier Miller.

Han håper på innsikt i hva som skaper intelligent oppførsel ved å identifisere de nevrologiske nettverkene for tallferdigheter. Dette kan igjen føre til terapier som kan hjelpe mennesker med nedsatte kognitive egenskaper, eller forandre metodene for å undervise barn i matematikk.

Forskningsresultatene ble publisert i journalen Science den 6. september.

Linker

Pressemelding fra MIT
Earl K. Millers side
The Miller Laboratory

Powered by Labrador CMS