理解數(shù)字的能力，即「數(shù)感（number sense）」，是動物感知世界的基本能力，可增加生存機會；它也是一種重要的認知能力，對學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)至關(guān)重要，更是人類智力的標誌。香港中文大學(xué)及香港城市大學(xué)兩位神經(jīng)科學(xué)專家共同領(lǐng)導(dǎo)了一項研究，透過大鼠實驗突破性地證實，動物大腦不單能認知物件的大小／多少，更擁有理解數(shù)字的能力，為研究人類理解數(shù)字能力和相關(guān)障礙的神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)提供了關(guān)鍵的動物模型，同時揭示了數(shù)感背後的機制，詳情已於跨學(xué)科期刊《科學(xué)進展》發(fā)表。?
大鼠「為食」 聽聲練出數(shù)感
要評估動物的數(shù)感和大小感是否獨立存在，是極具挑戰(zhàn)的難題，科學(xué)界亦一直在爭論到底大小感或數(shù)感哪項才是動物更基本的認知能力。研究團隊在是次數(shù)感測試中，將大小感的影響減至最低，並進行了相當細緻的定量分析，以確定數(shù)感和大小感在認知中的相對貢獻。
他們開發(fā)了一種演算法，使動物接受刺激時只集中關(guān)注數(shù)字，並最大程度地減少其他干擾因素，以更好地了解動物如何感知和量化數(shù)字。
研究顯示，在接受代表兩個或三個數(shù)字的聲音脈衝訓(xùn)練下，本身對數(shù)字沒有任何認知的大鼠能夠發(fā)展出數(shù)感，即使受到聲音長度信息的影響，大鼠在為了獲取食物獎勵時始終專注於聲音的數(shù)量。
證大腦有特定區(qū)域處理數(shù)字
領(lǐng)導(dǎo)有關(guān)研究的城大賽馬會動物醫(yī)學(xué)及生命科學(xué)院副院長兼認知神經(jīng)科學(xué)講座教授容永豪指，這研究有助剖析大小和數(shù)量處理之間的關(guān)係。
當阻斷大鼠大腦中特定的後頂葉皮質(zhì)時，牠們的數(shù)字理解能力會受到影響，但大小感如常，這表明大腦有特定的區(qū)域處理數(shù)字，「這是科學(xué)家首次證明，大鼠在單一測試中具有區(qū)分和分辨三個不同數(shù)字的能力，超越了單純的數(shù)量比較。」
中大醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)學(xué)院教授柯亞亦有份帶領(lǐng)有關(guān)研究，她指這項研究不僅解開多年來關(guān)於大腦如何處理數(shù)字的謎團，更為研究動物處理數(shù)字所涉及的具體神經(jīng)路徑，以及與數(shù)學(xué)能力相關(guān)的基因提供有力基礎(chǔ)。
此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的研究結(jié)果在人工智能領(lǐng)域具有實際應(yīng)用價值，日後，當科學(xué)家對大腦處理數(shù)字的機制有更深入理解後，或可開發(fā)針對數(shù)感缺陷人士的干預(yù)措施。
（來源：香港文匯報 記者：高鈺）
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