conceptul de zero pentru creier

 Ai auzit vreodată adresându-i-se cuiva caracterizarea umilitoare sau pe un ton de umor negativ „Ești un zero sau un nimic!” generând imagine devalorizatoare în persoană în cauza cu posibilă anxietate poate chiar socială sau stări depresive viitoare?

Conceptul de număr zero a fost esențial pentru dezvoltarea sistemelor numerice și a matematicii și este considerat pe scară largă că una dintre cele mai importante realizări culturale ale umanitățîi.

„Spre deosebire de alte numere precum unu, doi sau trei, care reprezintă cantități numărabile, zero înseamnă absența a ceva numărabil și, în același timp, are încă o valoare numerică”, spune co-autorul corespondent prof. Florian Mormann de la Departamentul de Epileptologie care este, de asemenea, membru al zonei de cercetare transdisciplinară (TRA) „Life & Health” de la Universitatea din Bonn.

O scurtă sinteză din istoria lu Zero și Nimic

Apariția lui Zero se desfășoară treptat în mai multe etape din istoria umanității, ontogenie, evoluție și procesare creierului. Inițial, absența unui stimul reflectă o stare de repaus neuronală lipsită de o semnătură specifică. În a două etapă, „nimic” este recunoscut ca o categorie comportamentală semnificativă care contrastează cu „ceva”, dar încă nu are relevanță cantitativă. Deci nimicul nu poate fi abordat experimental și nu înseamnă zero.

În culturile antice, zero era folosit că substituent pentru , „nimic” lipsit de identitatea să numerică în sistemele de notație.
În a treia etapă, absența capătă o semnificație cantitativă, descrisă că un „mult gol” la capătul inferior al continuumului numeric.

În jurul vârstei de patru ani, copiii încep să integreze o înțelegere nonsimbolica a nimicului că un set gol în „linia numerică” mentală, demonstrată printr-o tendință de a o confundă mai frecvent cu numerositatea 1 decât cu numerositatea 2, mai îndepărtată, prezentând un „ efectul de distanță numerică.”Astfel, dacă neuronii care codifică seturi goale îi reprezintă că cea mai mică cantitate din continuum-ul numeric, ei ar afișa un efect de distanță numerică neuronală prin prezentarea de răspunsuri în scădere la numerosități din ce în ce mai mari.

Fără un astfel de efect de distanță neuronală, neuronii ar reprezenta pur și simplu o categorie de nimic lipsită de sens numeric.
În cele din urmă, reprezentarea setului gol progresează din numărul zero, o parte crucială a sistemului de simboluri numerice folosit în matematică.

Până în secolul al VII-lea, zero este pe deplin recunoscut ca număr simbolic, ceea ce duce la adoptarea sistemului de numere poziționale zecimale în Occident.

Copiii înțeleg de obicei zero că fiind cel mai mic număr din seria numerelor întregi pozitive în jurul vârstei de șase, lungi. după ce a învățat să numere. Chiar și la vârsta adultă, zero iese în evidență pe linia numerică mentală, așa cum arată timpul de reacție (și variațiile de performanță în studiile comportamentale,19,20,21,22 evidențiind natură să unică printre numerele întregi. În ciuda faptului că zero face parte din linia numerică, reprezentarea sa neuronală poate fi, prin urmare, distinctă în comparație cu numerele întregi pozitive.

Numărul zero deține un statut special printre numere, indispensabil pentru dezvoltarea unei teorii cuprinzătoare a numerelor. În ciuda importanței sale în matematică, fundația neuronală a zero în creierul uman este necunoscută. Am efectuat înregistrări cu un singur neuron la pacienți cu neurochirurgie5,6,7 în timp ce aceștia au făcut judecăți care implică reprezentări numerice non-simbolice (numeritatea punctelor), inclusiv setul gol și numere simbolice (cifre arabe), inclusiv cifra zero. Neuronii au arătat receptivitate fie la setul gol, fie la cifra zero, dar nu la ambele.

Neuronii semnalează numărul zero - metodologie

Modul în care acest concept este reprezentat de celulele nervoase din creierul uman nu a fost încă investigat.

Pentru a face acest lucru, cercetătorii au arătat pacienților de la neurochirurgie, cărora li s-au introdus microelectrozi subțiri că părul în lobii temporali, în pregătirea pentru intervenție chirurgicală, valori numerice de la zero la nouă. Valorile numerice au fost afișate ca cifre arabe pe de o parte și că seturi de puncte pe de altă parte, inclusiv un set gol.

Concluzii

În ciuda importanței sale pentru matematică, baza neuronală a numărului zero din creierul uman era necunoscută anterior. Cercetătorii de la Spitalul Universitar Bonn, Universitatea din Bonn și Universitatea din Tübingen au descoperit acum că celulele nervoase individuale din lobul temporal medial recunosc zero ca valoare numerică și nu ca o categorie separată , „nimic”.

Mai multe informații:

Kutter EF, Dehnen G, Borger V, Surges R, Mormann F, Nieder A. Distinct neuronal representation of small and large numbers in the human medial temporal lobe. Nat Hum Behav. 2023 Nov;7(11):1998-2007. doi: 10.1038/s41562-023-01709-3. Epub 2023 Oct 2. PMID: 37783890.

Kutter EF, Boström J, Elger CE, Nieder A, Mormann F. Neuronal codes for arithmetic rule processing in the human brain. Curr Biol. 2022 Mar 28;32(6):1275-1284.e4. doi: 10.1016/j.cub.2022.01.054. Epub 2022 Feb 14. PMID: 35167806.

Universal History of Numbers: from Prehistory to the Invention of the Computer

John Wiley & Sons Inc., 2000

Menninger, K., Number Words and Number Symbols, MIT Press, 1969

Nuerk, H.-C. ∙ Iversen, W. ∙ Willmes, K., Notational modulation of the SNARC and the MARC (linguistic markedness of response codes) effect, Q. J. Exp. Psychol. A. 2004; 57:835-863

Shepard, R.N. ∙ Kilpatric, D.W. ∙ Cunningham, J.P.

The internal representation of numbers

Cogn. Psychol. 1975; 7:82-138