اکنون دانشمندان دلیل آن را کشف کرده‌اند. مغز انسان از یک مکانیسم برای ارزیابی چهار مورد یا کمتر استفاده می‌کند و مکانیسمی متفاوت برای زمانی که پنج مورد یا بیشتر وجود دارد. این یافته ها که با ثبت فعالیت نورون 17 شرکت کننده انسانی به دست آمد، بحث طولانی مدتی را در مورد اینکه چگونه مغز تعداد اشیاء را که یک فرد می بیند تخمین می زند، حل می کند.
چند تا سیب در این تصویر می بینید؟ انسان‌ها می‌توانند گروهی از چهار یا کمتر را در یک لحظه اندازه‌گیری کنند، اما مقادیر بزرگ‌تر یک چالش است.
لیزا فایگنسون، روانشناس و یکی از مدیران آزمایشگاه رشد کودک دانشگاه جان هاپکینز در بالتیمور مریلند، می گوید که این یافته به درک ماهیت تفکر مرتبط است. اساساً، سؤال مربوط به معماری ذهنی است، بلوک‌های سازنده‌ای که فکر انسان را به وجود می‌آورد.
بحثی که ریشه 100 ساله دارد
محدودیت‌های توانایی انسان برای تخمین مقادیر زیاد، بسیاری از نسل‌های دانشمندان را متحیر کرده است. در مقاله نیچر (Nature) در سال 1871، ویلیام استنلی جوونز، اقتصاددان و منطق‌دان، تحقیقات خود را در مورد مهارت‌های شمارش خود شرح داد و به این نتیجه رسید که «عدد پنج فراتر از حد تمایز کامل است، حداقل توسط برخی افراد».
برخی از محققان استدلال کرده اند که مغز از یک سیستم تخمین واحد استفاده می کند، سیستمی که برای اعداد بالاتر دقیق تر است. برخی دیگر فرض می کنند که اختلاف عملکرد از وجود دو سیستم عصبی مجزا برای تعیین کمیت اشیاء ناشی می شود. اما آزمایشات در تعیین اینکه کدام مدل صحیح است شکست خورده است و نتیجه مطلوبی حاصل نشده است.
سپس، تیمی از محققان فرصتی نادر برای ثبت فعالیت تک تک سلول‌های عصبی در مغز افرادی که بیدار بودند پیدا کردند فرصتی که شاید کمتر پیش بیاید. همه آنها برای تشنج در بیمارستان دانشگاه بن در آلمان تحت درمان بودند و میکروالکترودهایی در مغزشان برای آماده شدن برای عمل جراحی گذاشته شده بود.رویه آزمایش به این صورت بود که دانشمندان به 17 شرکت‌کننده تصاویری از صفر تا نه نقطه را به مدت نیم ثانیه روی صفحه نمایش نشان دادند و از آنها پرسیدند که آیا تعداد فرد یا زوجی از آیتم‌ها را دیده‌اند؟ همانطور که انتظار می رفت، پاسخ های شرکت کنندگان با دیدن چهار نقطه یا کمتر بسیار دقیق تر بود.
محققان قبلاً از تحقیقات قبلی آموخته بودند که نورون های تخصصی مرتبط با تعداد خاصی از آیتم ها وجود دارد. این به این معنی است که نورون های خاصی در مغز ما وجود دارد که برخی در درجه اول هنگامی که چشم ما با یک شیء روبرو می شود فعال می شوند؛ برخی دیگر هنگامی که با دو شیء و به همین ترتیب این نورون ها وجود داردند.
تجزیه و تحلیل فعالیت عصبی شرکت‌کنندگان نشان داد که نورون‌های متخصص در تعداد چهار یا کمتر به طور بسیار خاص و انتخابی به تعداد ترجیحی خود پاسخ می‌دهند. با این حال، نورون هایی که در 5 تا 9 تخصص دارند، به شدت به تعداد دلخواه خود و همچنین به اعدادی که بلافاصله در مجاورت اعداد آنها قرار دارند، پاسخ دادند.
پای شماره گذاری نورون ها در میان است
آندریاس نیدر، فیزیولوژیست حیوانات در دانشگاه توبینگن آلمان، می‌گوید: «هرچه تعداد ارجح بیشتر باشد، این نورون‌ها انتخابی کمتری دارند.» به عنوان مثال، نورون‌های مخصوص سه فقط در پاسخ به آن عدد واکنش نشان می دهند، در حالی که نورون‌هایی که هشت را ترجیح می‌دهند به هشت، هفت و نه پاسخ می‌دهند. در نتیجه، افراد هنگام تلاش برای تعیین کمیت تعداد بیشتری از اشیاء، اشتباهات بیشتری مرتکب شدند.
این دو «سیستم اعداد» مجزا در مغز را نشان می دهد. آندریاس نیدر از نتیجه این موضوع شگفت زده شد، زیرا قبلاً فکر می کرد که تنها یک مکانیسم وجود دارد و در توضیح این شگفتی می گوید «من به سختی باور داشتم که واقعاً این مرز جداکننده وجود دارد. اما بر اساس این داده ها، من باید آن را بپذیرم.»
از سمتی دیگر لیزا فایگنسون با نتیجه گیری موافق است. او می‌گوید: «این‌ها یافته‌های فوق‌العاده‌ای هستند، که به تحقیقات رفتاری اضافه می‌کنند و نشان می‌دهند که دو سیستم ذهنی به نمایش تعدادی از اشیاء کمک می‌کنند.»