Článek
Skupina vědců z Německa při pokusu s pacienty trpícími epilepsií dokázala, že lidský mozek používá dva různé systémy pro určování počtu. Vysvětluje to, proč na první pohled dokážeme snadno rozeznat dvě jablka od tří, ovšem rozdíl mezi 20 a 30 kusy už nám zdaleka tak jednoznačný a na první pohled jasný nepřijde.
Tým vědců v čele s Esther Kutterovou na otázku odpověděl díky měření mozkové aktivity neuronů uvnitř živého mozku. Výzkumu, jehož závěry zveřejnil časopis Nature Human Behaviour, se proto zúčastnilo 17 dobrovolníků a zároveň pacientů s epilepsií, kteří kvůli nemoci podstupovali jinak nezvyklou operaci. Lékaři jim totiž dočasně voperovali do mozku elektrody, aby zjistili přesné místo, kde vznikají jejich epileptické záchvaty.
Autoři práce toho využili a díky elektrodám mohli přesně sledovat elektrickou aktivitu jednotlivých nervových buněk v oblasti spánkového laloku. Celkem takto zaznamenávali aktivitu zhruba 800 mozkových buněk.
Dobrovolníci pak dostali poměrně jednoduchý úkol: počítač jim ukazoval různý počet teček na obrazovce a oni měli co nejrychleji určit, zda jde o sudý nebo lichý počet.
Neurologové už díky jiným pokusům vědí, že v mozku existují specializované neurony spojené s určitým počtem. To znamená, že když vidím jednu danou věc, aktivuje se jiná skupina neuronů, než když před sebou vidíme dva či tři předměty.
V novém pokusu se ukázalo, že při počítání do čtyř fungují v mozku buňky velmi přesně. Když je ovšem počítaných objevů pět nebo více, tak se reakce neuronů trochu „rozostřuje“. Buňky začínají aktivně reagovat i na čísla blízká tomu správnému, ne pouze na daný konkrétní počet.
V případě nízkých čísel byla pro každé číslo „určená“ specifická skupina neuronů a vždy se „rozsvítila“ pouze ta. To znamená, že neurony specifické pro počet tří se aktivovaly pouze, když se na obrazovce objevily právě tři tečky. Ovšem když se objevilo například osm teček, neaktivovaly se pouze neurony specifické právě pro osmičku, ale také pro sedmičku a devítku. Jejich reakce byla sice slabší, ale jasně měřitelná.
Reakce na vyšší čísla tedy není jednoznačná, chtělo by se říci, že je „neostrá“. I z našeho zjednodušujícího popisu (v praxi vše funguje složitěji, ale náš mozek „vyfiltruje“ jen jeden výsledek), je celkem pochopitelné, proč lidé při odhadování vyšších počtů častěji chybují.
Dva systémy
Výsledek tedy celkem jasně naznačuje, že mozek má dva různé systémy pro určování počtu: jeden pro přesné určování nízkých počtů, druhý pro přibližný odhad vyšších počtů. Hranice mezi nimi leží kolem čísla čtyři. Studie byla ovšem příliš malá na to, abychom dělali závěry o všech osmi miliardách Homo sapiens, takže nelze tvrdit, že to tak platí u každého.
Otázka, kde leží hranice naší schopnosti odhadovat počty nějakých prvků či objektů, už napadla zvídavé mozky dávno. Například ekonom a logik William Stanley Jevons se touto otázkou zabýval v článku pro časopis Nature v roce 1871.
Pochopitelně se musel obejít bez elektrod v mozku, jeho práce byla založena na pozorování přesnosti vlastního odhadu vysypaných fazolí a statistické analýze výsledků. Jak napsal, byl sám překvapený, že se několikrát (zhruba v pěti procentech případů) mýlil i v případě, že fazolí bylo pouze pět. V případě tří nebo čtyř bobů se nespletl nikdy. Dospěl tak k z dnešního pohledu podivuhodně přesnému závěru, že „číslo pět je přinejmenším pro některé lidi za hranicí dokonalého rozlišování“.
Jevonsovy důkazy nebyly tak jasné a jednoznačné, aby nemohly mít i jiné vysvětlení, a tak debata nebyla nikdy úplně ukončena. Někteří odborníci spíše předpokládali, že rozdíl ve výkonnosti vzniká v důsledku existence dvou oddělených různých mechanismů kvantifikace. Jiným se z různých důvodů, do nichž nemá smysl zabíhat, zdálo pravděpodobnější vysvětlení, že mozek pro počítání používal jediný systém, který je pro vyšší čísla jednoduše méně přesný. Psychologické experimenty dlouho nedokázaly rozlišit, který model je správný.
Nová práce ovšem dává jednoznačnou odpověď, protože ukazuje, že pro menší množství skutečně existuje speciální mechanismus. Což zaskočilo i některé z autorů práce. Jeden z nich, fyziolog Andreas Nieder z univerzity v německém Tubingenu, pro časopis Nature řekl, že patřil k těm, podle kterých je v mozku jen jeden mechanismus na určování počtu objektů: „Nechtělo se mi věřit, že nějaká dělící čára skutečně existuje. Ale vzhledem k našim výsledkům mi nezbývá než se s tím smířit.“
„Hranice čtyř“ přitom nemusí být důležitá pro počítá hrušek, jablek či teček na obrazovce. Podle autorů by mohla úzce souviset s důležitějšími mozkovými funkcemi, jako jsou pozornost nebo paměť. I ty mají kapacitu zhruba čtyř prvků. Schopnost přesně spočítat jablka na stole tedy využívá podobné mozkové oblasti, jaké využíváme, když se pokoušíme soustředit na co největší počet detailů nějakého komplexnějšího problému.
