عندما نرى 2 إلى 4 تفاحات، يمكننا التعرف على الرقم بسرعة. ومع ذلك، عند رؤية خمس تفاحات أو أكثر، يزداد وقت التعرف لدينا وغالبًا ما نخطئ في الحسابات. في الواقع، يتعرف الدماغ على الكميات الصغيرة من الأشياء بشكل مختلف عما يتعرف على الكميات الأكبر من الأشياء. يُظهر بحث جديد أجرته جامعات توبنغن وبون ومستشفى جامعة بون أن الدماغ يعالج الكميات الأصغر بشكل مختلف عن الكميات الأكبر. وقد نشرت النتائج مؤخرا في مجلة Nature Human Behavior.
تخيل أن شخصًا ما يعرض لنا صورة لرباعية وترية ويطلب منا أن نحدد عدد الأشخاص الموجودين في الصورة. لم يكن هناك ما يكفي من الوقت للعد، ولكننا جميعا بادرنا بالقول: "أربعة!" أظهرت الصورة التالية حاجزًا، مما يمنحنا مرة أخرى وقتًا كافيًا لإلقاء نظرة سريعة. لقد ترددنا، ولكننا لم نكن واثقين تمامًا هذه المرة: الرقم الصحيح لـ "ثمانية" كان في الواقع سبعة، لكننا كنا قريبين جدًا.
يبدو أننا نحن البشر لدينا طريقتان فريدتان لمعالجة كميات من الأشياء: نحن بشكل عام قادرون على تحديد كميات صغيرة من الأشياء بسرعة وبشكل صحيح. يُعرف هذا أيضًا باسم "التقسيم الفرعي" في عالم الأبحاث. ومع ذلك، عندما يكون هناك خمسة عناصر أو أكثر، يتغير هذا النهج فجأة: نحتاج إلى المزيد والمزيد من الوقت للإجابة، وتصبح الإجابات أقل دقة.
وباستخدام أقطاب كهربائية رفيعة للغاية مزروعة في الفص الصدغي لمرضى الصرع، يستطيع الباحثون مراقبة نشاط الخلايا العصبية الفردية في مناطق مختلفة من الدماغ. مصدر الصورة: كريستيان بوركيرت/مؤسسة فولكس فاجن/جامعة بون
ولذلك فقد توقع بعض الباحثين أن هناك طريقتين مختلفتين للمعالجة في الدماغ: طريقة دقيقة للتعامل مع الأعداد الصغيرة، وآلية تقدير للتعامل مع الأعداد الكبيرة. يوضح البروفيسور فلوريان مورمان من قسم الصرع في مستشفى جامعة بون: "ومع ذلك، لا تزال هذه الفكرة مثيرة للجدل. ومن الممكن أيضًا أن تقوم أدمغتنا دائمًا بإجراء التقديرات، ولكن معدل الخطأ للكميات الأصغر منخفض جدًا بحيث لا يتم ملاحظته حتى".
الخلايا العصبية أكثر انتقائية لكميات صغيرة من الأشياء
ومع ذلك، تظهر الأبحاث الحديثة أننا نقوم بمعالجة كميات صغيرة وكبيرة من الأشياء بشكل مختلف. وكان الفريق البحثي المشارك في المشروع قد أظهر منذ عدة سنوات أن الخلايا العصبية في الدماغ هي المسؤولة عن معالجة كل كمية. على سبيل المثال، بعض الخلايا العصبية مسؤولة بشكل رئيسي عن عنصرين، وبعضها مسؤول عن أربعة عناصر، وبعضها مسؤول عن سبعة عناصر. يشرح البروفيسور أندرياس نيدر من جامعة توبنغن: "ومع ذلك، تستجيب الخلايا العصبية أيضًا للتغيرات الطفيفة في الأعداد. لذلك، تستجيب خلايا الدماغ للعنصر "السابع" أيضًا للعنصرين "السادس" و"الثامن"، ولكن بشكل أضعف. ولا تزال الخلايا نفسها نشطة، ولكن بشكل أضعف بالنسبة للعنصرين الخامس أو التاسع".
رأى المشاركون في الدراسة مجموعة من النقاط على الشاشة لمدة نصف ثانية. وبعد توقف قصير، كان عليهم الإشارة إلى ما إذا كان الرقم زوجيًا أم فرديًا. إذا كان عدد النقاط أقل من 5، فعادةً ما يعطون الإجابة الصحيحة دون تردد. وبعد هذا العدد، تزداد أوقات رد الفعل ومعدلات الخطأ تدريجيًا. حقوق الصورة: AGMormann/جامعة بون
تمكنت نيدل من إثبات "تأثير المسافة الرقمية" هذا في تجاربها على القرود. يبدو أن هذا التأثير يحدث فقط في أعداد كبيرة من البشر. وقال عالم الأحياء العصبية: "بالنسبة للأعداد التي تحتوي على أقل من خمسة عناصر، يبدو أن هناك آلية إضافية تجعل هذه الخلايا العصبية أكثر دقة".
وقال عالم الأحياء العصبية: "عندما تتفاعل خلية دماغية تمثل ثلاثة أرقام، فإنها تمنع في نفس الوقت خلايا الدماغ التي تمثل رقمين وأربعة أرقام". "وهذا يقلل من خطر قيام هذه الخلايا أيضًا بإطلاق الرقم ثلاثة بشكل خاطئ. ومع ذلك، لا تنطبق هذه الآلية على الخلايا العصبية التي تطلق الأرقام خمسة أو ستة أو ثمانية. وهذا هو السبب في أن معدل الخطأ أعلى لهذه الأرقام."
مراقبة عمل خلايا الدماغ الفردية
إحدى ميزات مستشفى بون الجامعي أفادت الباحثين بشكل كبير في أبحاثهم: قسم الصرع بالمستشفى متخصص في جراحة الدماغ. يحاول الأطباء هناك علاج الصرع عن طريق إزالة الأنسجة العصبية المريضة جراحيًا. لتحديد موقع المنطقة الصرعية، يقومون أحيانًا بإدخال أقطاب كهربائية في دماغ المريض أولاً.
شارك سبعة عشر مريضا في الدراسة الأخيرة. استعدادًا للجراحة، قاموا بإدخال أقطاب كهربائية دقيقة رفيعة جدًا في الفص الصدغي. تشرح إستير كوتر: "يمكننا استخدامها لقياس استجابة الخلايا العصبية الفردية للمحفزات البصرية".
جلس الأشخاص أمام شاشة الكمبيوتر وظهر عدد متفاوت من النقاط على الشاشة لمدة نصف ثانية. ثم طُلب من الأشخاص معرفة ما إذا كانوا رأوا عددًا زوجيًا أو فرديًا من النقاط. لقد استجابوا بسرعة كبيرة وارتكبوا بعض الأخطاء حتى أربع نقاط. وفي وقت لاحق، مع زيادة عدد النقاط، زاد أيضًا عدد الأخطاء، وكذلك وقت التفكير الذي يحتاجه المشاركون لإكمال المهمة.
سيوفر هذا العمل رؤى جديدة حول كيفية معالجة الدماغ البشري للأرقام. على المدى الطويل، قد تؤدي هذه النتائج إلى فهم أفضل لخلل الحساب، وهو اضطراب في النمو يرتبط بسوء فهم الأرقام.