Streamuri Radio Clasic

Știință

Why Your Brain Masters Four Objects but Stumbles with Five

Știință 13:03

Analysis of neuron activity reveals that the brain employs distinct mechanisms for counting from one to four as opposed to counting five or more

For over a century, researchers have been aware that people are generally adept at estimating quantities of four or fewer items through visual assessment. However, the accuracy of this estimation diminishes significantly, with increased slowness and a higher likelihood of errors, as the numbers involved grow larger.

Now, scientists have unraveled the reason behind this phenomenon: the human brain employs one mechanism to assess quantities of four or fewer items and a distinct mechanism for quantities of five or more. These findings, based on the recording of neuron activity in 17 human participants, provide a conclusive resolution to a longstanding debate regarding how the brain gauges the number of objects a person perceives. The results of this research were published in the journal Nature Human Behaviour on October 2.

This discovery has implications for our understanding of cognitive processes, as noted by psychologist Lisa Feigenson, co-director of the Johns Hopkins University Laboratory for Child Development in Baltimore, Maryland. „Fundamentally, the question revolves around the mental architecture: what are the fundamental components that underlie human thought?”

An enduring debate that has persisted for many years

The human capacity to accurately estimate large quantities has remained a perplexing question for generations of scientists. In an 1871 article published in Nature, economist and logician William Stanley Jevons detailed his inquiries into his own counting abilities and arrived at the conclusion that „the number five is beyond the limit of perfect discrimination, at least for some individuals.”

Various researchers have debated whether the brain employs a singular estimation system, albeit less precise for larger numbers, or if there are two distinct neuronal systems dedicated to quantifying objects. However, previous experiments have failed to definitively establish which model is accurate.

Subsequently, a team of researchers had a unique opportunity to observe the activity of individual neurons in the brains of awake individuals. All of these individuals were undergoing treatment for seizures at the University Hospital Bonn in Germany and had microelectrodes implanted in their brains in preparation for surgery.

The researchers presented images of varying quantities of dots, ranging from zero to nine, on a screen to the 17 participants for half a second. They then asked the participants whether they had observed an odd or even number of items. As anticipated, the participants provided more precise answers when they viewed four or fewer dots.

Prior research had already indicated that there are specialized neurons associated with specific quantities of items. Some neurons predominantly fired in response to the presence of a single object, while others exhibited increased activity when presented with two objects, and so forth.

Upon analyzing the neuronal activity of the participants, it became evident that neurons specialized in quantities of four or less exhibited highly specific and selective responses to their preferred numbers. In contrast, neurons specializing in quantities from five to nine exhibited strong responses to their preferred numbers but also responded to immediately adjacent numbers

Neurons specialized in numerical perception displayed an interesting trend

As co-author Andreas Nieder, an animal physiologist at the University of Tubingen in Germany, points out that  „The higher the preferred number, the less selective these neurons were.” For instance, neurons specifically attuned to the number three exhibited responses exclusively to that number, while neurons with a preference for eight would respond to eight but also to seven and nine. Consequently, individuals made more errors when attempting to quantify larger numbers of objects.

This observation hints at the presence of two distinct ‘number systems’ within the brain. Nieder was taken aback, as he had previously believed in the existence of only one mechanism. „I had reservations about the existence of such a clear dividing line. However, based on this data, I must acknowledge it,” he acknowledges.

Feigenson concurs with this conclusion, describing the findings as „remarkable.” She asserts that they align with behavioral research suggesting the existence of two mental systems involved in representing quantities of objects.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Știință 8 luni ago

Cum ne afectează stresul sănătatea și cum ne poate ajuta știința?

Stresul cronic a devenit o amenințare tot mai mare pentru sănătatea oamenilor din întreaga...

Știință 8 luni ago

Ce spun cercetările despre alimentele ultraprocesate?

Campaniile pentru o alimentație sănătoasă susțin că alimentele ultraprocesate reprezintă o amenințare majoră pentru...

Știință 8 luni ago

Animalele cu „super-puteri de vindecare” oferă speranță pentru tratarea oamenilor

De la viermi marini la pești-zebră și șopârle verzi, o gamă largă de creaturi...

Știință 9 luni ago

De ce unii oameni pot dormi doar 4 ore și se simt grozav

În timp ce majoritatea oamenilor au nevoie de aproximativ opt ore de somn pentru...

Știință 9 luni ago

Inteligența artificială poate detecta bolile ascultând vocea umană

Vocea umană ar putea deveni, cu ajutorul inteligenței artificiale (IA), un biomarker pentru detectarea...

Știință 9 luni ago

Mirosurile spațiului  Cosmic

Călătoria Olfactivă a Universului Jupiter, cel mai mare planetă din sistemul nostru solar, nu...

Știință 9 luni ago

Microbii: aliații invizibili care ar putea salva planeta

 O perspectivă revoluționară din cartea „Thinking Small and Large” de Peter Forbes Într-o lume...

Știință 9 luni ago

Primul transplant de vezică urinară realizat cu succes în lume

O echipă de chirurgi din California de Sud a realizat cu succes primul transplant...

Știință 9 luni ago

Inteligența artificială, mai convingătoare decât oamenii în dezbaterile online

Chatboții sunt mai persuasivi decât oamenii în dezbaterile online — mai ales atunci când...

Știință 10 luni ago

Poluarea aerului afectează sănătatea creierului

Știm deja că poluarea aerului face rău plămânilor și inimii, dar știai că poate...

Știință 10 luni ago

O terapie cu bacterii vii aduce speranță pacienților cu fibromialgie

Ce a început ca o simplă durere de spate s-a transformat, pentru Rina Green,...

Știință 10 luni ago

Necunoscuta genetică din experimentele lui Mendel cu mazărea, a fost în sfârșit rezolvară

Un capitol fascinant din istoria geneticii a primit o completare esențială: cercetătorii au identificat...

Știință 10 luni ago

Adolescenții care dorm mai mult și merg la culcare devreme au creiere mai agere

Un somn de calitate, cu ore de culcare mai devreme și durată mai lungă,...

Știință 10 luni ago

Olo- o nouă culoare percepută pentru prima dată de ochiul uman

„Olo” – nuanța imposibilă devine realitate Cercetătorii au reușit să aducă în fața ochilor...

Știință 10 luni ago

Si planetele se sinucid!?

Un nou mod surprinzător prin care planetele își găsesc sfârșitul: Plonjând în propriile stele...

Știință 10 luni ago

Speranță pentru insomniaci

 Se întrevad noi tratamente pentru cei care suferă de insomnie cronică Miranda, o tânără...

Știință 10 luni ago

Cercetătorii în inteligență artificială sunt optimiști privind viitorul AI

Un nou sondaj realizat pe un eșantion de 4.260 de cercetători în domeniul inteligenței...

Știință 11 luni ago

Ce este conștiința?

Cum controlează creierul conștiința? Rolul esențial al talamusului în percepția conștientă Într-o lume în...

Știință 11 luni ago

Traumele și impactul genetic?

Poate fi moștenită trauma provocată de violență? Un nou studiu sugerează că da Un...

Știință 11 luni ago

Cutremurul ,,supershear,, din Myanmar a fost o raritate seismică

Un cutremur cu magnitudinea de 7,7 a lovit Myanmar pe 28 martie, provocând moartea...

Știință 11 luni ago

Efectul telefoanelor inteligente și a rețelelor sociale asupra adolescenților

Utilizarea telefonului mobil și a rețelelor sociale de către adolescenți: impactul asupra sănătății și...

Știință 11 luni ago

Un nou antibiotic contra bacteriilor rezistente este supus testelor

Au trecut aproape trei decenii de când o nouă clasă de antibiotice a fost...

Știință 11 luni ago

De ce femeile sunt mai afectate de Alzheimer decât bărbați

Menopauza și riscul de Alzheimer: o conexiune complexă Apariția bolii Alzheimer este influențată de...

Știință 11 luni ago

În timpul maratonului creierul consumă mielină

Mielina: Surprinzătoarea sursă de energie a creierului pentru maratoniști Un studiu recent publicat în...