Биохакинг в действии: как ноль «ломает» мозг человека

Исследование, опубликованное в журнале Current Biology , раскрывает, как наш мозг воспринимает число ноль и почему это понятие оказывается сложным для осознания. Несмотря на то, что ноль играет важную роль в математике и повседневной жизни, его понимание требует значительных усилий от мозга.

Ноль — это странное число. Оно не просто обозначает отсутствие чего-либо, как объясняет Флориан Морманн, исследователь из Университетской клиники Бонна и Трансдисциплинарной исследовательской области «Жизнь и здоровье» при Боннском университете. В отличие от чисел, таких как один, два или три, которые представляют собой исчисляемые величины, ноль символизирует отсутствие чего-то, что можно посчитать. Однако, при этом он сохраняет числовое значение, что делает его сложным для восприятия как на психологическом, так и на нейронном уровне.

Исторически, открытие нуля считается одним из величайших достижений человечества, и лишь немногие животные могут хотя бы приблизиться к его пониманию. В индивидуальном развитии человека ноль также осознается не сразу — дети обычно начинают понимать концепцию нуля только к шести годам. Один из ключевых этапов — это осознание того, что ноль меньше единицы, а также понимание, что ноль может быть представлен символом. Это не так просто, как кажется. Например, по словам нейробиолога Элизабет Браннон, дети часто считают единицу наименьшим числом и не могут сразу осознать, что ноль меньше её.

Но почему это число вызывает сложности и у взрослых? Исследователи задались этим вопросом и пришли к выводу, что на уровне нейронов с нулем происходит нечто особенное. «Несмотря на важность нуля в математике, нейронные основы его восприятия остаются неизвестными», — отмечают авторы исследования. Чтобы понять это, ученые провели эксперимент с пациентами, которым были имплантированы микроэлектроды в височную долю мозга в рамках подготовки к нейрохирургическим операциям. Пациентам показывали различные числовые представления, включая символ нуля и наборы точек, среди которых встречались «пустые» наборы, то есть наборы с нулем.

Благодаря этим микроэлектродам ученые смогли отслеживать активность отдельных нейронов. Как пояснила Эстер Куттер, один из авторов исследования из Института нейробиологии Тюбингенского университета, они обнаружили, что определенные нейроны реагировали на символ нуля или на «пустой набор», но не на оба представления одновременно. Это подчеркивает, что мозг обрабатывает символический и несистематический ноль по-разному.

Интересно, что исследователи также заметили так называемый «эффект расстояния» при восприятии нуля. Это означает, что на уровне нейронов ноль не кодируется как отдельная категория «ничего». Вместо этого он интегрируется в общую числовую шкалу как числовое значение, расположенное на нижнем конце этой шкалы. Это открытие поддерживает предыдущие исследования, согласно которым нейроны могут обрабатывать как символические, так и несистематические представления положительных чисел.

Однако самое поразительное заключается в том, что восприятие нуля активирует большее количество нейронов, чем любое другое однозначное число. Это может объяснить, почему работа с понятием нуля требует большего ментального усилия. По словам Морманна, ноль и пустой набор кодируются на уровне нейронов иначе, чем другие числа, особенно в случае с точечными наборами. Это может объяснять, почему распознавание пустого набора занимает больше времени на поведенческом уровне по сравнению с другими числами.

Таким образом, исследование показывает, что хотя ноль воспринимается мозгом как числовое значение, его обработка значительно сложнее, чем у других чисел. Это может объяснять, почему понимание нуля вызывает трудности не только у детей, но и у взрослых.