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美国趣味科学网站6月14日发文称,最新研究显示,乌鸦虽然长着鸟类脑袋(bird-brain,直译是“鸟类脑袋”,又指“笨蛋”“傻瓜”——本网注),但这种长有羽毛的生物能懂高度抽象的“零的概念” 。全文摘编如下:
人类社会数字系统里使用的“0”形成于公元五世纪左右,也可能是几个世纪以前 。例如,在那之前还没有8乘以0或者10加0的说法 。表示没有任何数量的“无”的概念可能出现得更早,但那不同于把零作为一个单独的“数量” 。
这或许听起来显而易见,但在零作为一个数值的概念形成之后,数学领域经历了一场巨变 。
德国图宾根大学神经生物学研究所的动物生理学教授安德烈亚斯·尼德说:“你可以去问问数学家,他们中的大多数人会告诉你,零的发现是一项令人振奋的成就 。零的特别之处在于,它不符合对实物进行计数的常规,不像真正的整数 。”换句话说,人们可以对装在篮子里的三个苹果计数——一个、两个、三个;但是如果篮子里空空如也,那就没有苹果可数 。
尼德说,零代表的正是这种空无,代表苹果的缺失,“那显然需要非常抽象的思维……与实证现实脱节的思维” 。现在,通过窥探乌鸦的大脑,尼德及其同事们发现,这种鸟的神经细胞(或称神经元)跟对其他数字一样对“零”进行编码 。不妨这样说吧:乌鸦的大脑活动模式也支持在心理数线中把零排在“1”的前面 。
在美国《神经科学学报》6月2日刊登的这项研究中,团队用两只雄性小嘴乌鸦进行了测试,让它们站在一根栖木上,与面前的电脑显示器互动 。每次测试中,乌鸦面前的灰色屏幕会弹出有0到4个黑点,在这个“样本”图像之后紧接着出现有相同或不同数量黑点的“测试”图像 。
经过训练,两只乌鸦会在两幅图像匹配时啄一下屏幕或者晃晃脑袋,不匹配则保持静止 。
美国《国家科学院学报》月刊2015年曾登载一篇运用同样方法进行的研究论文 。该论文称,在进行大量训练后,乌鸦识别图像匹配与否的正确率约为75% 。先前这项研究没有涉及代表“0”的空屏幕,但确实证明了乌鸦能够区分有不同数量圆点(比如3个和5个)的屏幕 。
两组图像的圆点数量差别越大,乌鸦的反应越准确;换句话说,与相差较大的数量(比如1和4)相比,这种鸟儿把相近数量(比如2和3)弄混的概率更高 。尼德告诉本网站采访人员,这种现象被称为“数值距离效应”,在对猴子和人的类似测试中也能观察到 。
尼德说,在包括空屏幕的最新研究中,“我们发现,经过这次的训练之后,乌鸦可以辨别零和其他可数的数量” 。不过很重要的一点是,在包括空屏幕的测试中,乌鸦依然显示出了数值距离效应 。
据尼德解释,这就是说,乌鸦把0个圆点的图像与1个圆点的图像弄混的概率要高于0个与2个、3个或4个圆点的图像 。“这表明,对待空数据集,它们不仅将其视为与‘有’相对的‘无’,而且真的将其视为一个数量”,因为在它们的认知中,0个圆点与1个圆点相近 。
乌鸦天生明白数字
为了更好地理解这些行为背后的大脑活动,研究团队向乌鸦的大脑植入了有玻璃涂层的微型电线,以记录乌鸦在行为测试期间的大脑电活动 。被选定的神经元位于大脑皮质区域,它在鸟类大脑的后部,负责高级认知功能 。
鸟类大脑皮质属于一个名叫脑端的更大区域;人类也有脑端,皱皱的人脑外层——大脑皮层就是它的一部分 。但是,尽管乌鸦的大脑皮质和人的大脑皮层都位于脑端,但两种结构的相似点也仅限于此 。尼德说,人的大脑皮层包含六层脑组织,由纵横交错的线路连接在一起;鸟类的大脑皮质不分层,神经元成簇排列 。
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