Beregner med pannen hjernen

Nevrobiologer avslører hvordan hjerneceller behandler enkle beregningsregler

Visse hjerneceller representerer abstrakte regler og er aktive (dvs. genererer handlingspotensialer) enten for å behandle regelen "mindre enn" eller "større enn". © Universitetet i Tübingen
lese høyt

Sammenligning av størrelse og mengde er blant de første beregningsoppgavene barn lærer. Men hva skjer i hjernen? Det er nøyaktig hva nevrobiologer har funnet ut i eksperimenter med aper. Hjernehjernen spiller den avgjørende rollen i dette, da de rapporterer i tidsskriftet "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS).

{} 1l

Mange hverdagslige situasjoner krever beslutninger basert på behandling av tall i henhold til visse regler. Vi velger jobben som lover den beste lønnen, men bestemmer oss for å shoppe for produktet med lavest pris. Fleksible "større-enn-mindre-enn" -vedtak er ikke bare en forutsetning for rasjonell og målrettet atferd, de legger også grunnlaget for matematiske operasjoner. Logiske oppgaver som størrelsessammenligning er derfor blant de første aritmetiske operasjonene barn lærer på barneskolen.

Apekatter stoler på forskningen

Nevrobiologer ved Universitetet i Tübingen fra gruppen til professor Andreas Nieder har utført eksperimenter med aper for å finne ut hvordan og hvor nevroner i hjernen løser disse komplekse oppgavene. Rhesus-apene ble trent på datamaskinen for å sammenligne poengmengder i henhold til regler. For eksempel, hvis "større enn" -regelen var deres jobb, måtte dyrene velge mye som viste flere poeng enn forrige sammenligningssett. For "mindre enn" -regelen, bør den mindre mengden velges.

Siden både størrelsen på sammenligningssettet og regelen kunne endres tilfeldig under hver testkjøring, ble dyrene pålagt å alltid jobbe konsentrert. Mens dyrene løste oppgavene, registrerte forskerne hjerneaktiviteten sin. utstilling

Datahjernen sitter i pannen

Under målingene viste hjerneceller fantastiske reaksjoner i området av forhjernen, den såkalte prefrontale cortex, for eksempel i området med templene. Spesielt hjernebarken foran på hodet representerer det høyeste kognitive kontrollsenteret i hjernen og bringer personlighetsdannende mentale funksjoner: Det er kjent at skade på den fremre forhjernen, for eksempel av et hjerneslag eller en hjerneskade, svekket målrettet logisk tenking og resonnement.

Uansett hvor store poengene som skulle sammenlignes, var hjernecellene tilsynelatende fokusert helt på tommelfingerregelen: den ene halvparten av nervecellene ble bare aktive hvis regelen "større enn" skulle følges, den andre halvparten av hjernecellene hvis dyret hadde fått regelen "mindre enn".

Innblikk i nevrobiologi av abstrakte tankeprosesser

Det nye arbeidet gir verdifull innsikt i de nevrobiologiske grunnlagene av svært abstrakte tankeprosesser, som er nødvendige for aritmetiske operasjoner. "Først og fremst handler det om å finne ut hvordan nerveceller behandler tall og aritmetiske operasjoner, " forklarer Andreas Nieder. "Vi bruker våre undersøkelser om behandling av tallinformasjon, men også bevisst for å få tilgang til hjernens komplekse tankeprosesser."

Den nye studien gir viktige ledetråder for hvordan den sunne hjernen produserer samsvar med abstrakte beregningsregler. Dette er grunnlaget for å bedre forstå patologiske endringer i håndtering av tall og annen abstrakt informasjon og for å utvikle langsiktige terapier.

(University of T bingen, 19.01.2010 - NPO)