你是否曾想过，我们为什么能够理解数字、进行数学运算，并使用符号表达复杂的概念？这些能力看似理所当然，但其实它们是经过数百万年进化才形成的。俄勒冈健康与科学大学（OHSU）的一项新研究揭示了大脑中一个意想不到的区域——壳核（putamen），在处理数字和数学概念时发挥了重要作用。这项研究不仅加深了我们对人类认知的独特性的理解，还为未来的神经外科手术提供了宝贵的指导。
研究介绍
“这项工作为更深入地理解数字、数学和符号认知奠定了基础，这是人类独有的能力。”该研究的资深作者、OHSU医学院神经外科教授兼主任艾哈迈德·拉斯兰（Ahmed Raslan）博士表示。“其影响非常深远。”
这项研究发表在《PLOS ONE》期刊上，由13名癫痫患者参与。这些患者在接受一种常见的手术干预——立体定向脑电图（stereotactic electroencephalography, SEEG）时，研究人员向他们提出了涉及数字的各种问题。SEEG是一种用于精确定位癫痫发作起源点的手术，患者的大脑中植入了电极，可以实时记录大脑活动。
研究方法
在实验过程中，研究人员让患者思考数字的不同形式：作为符号（如“3”）、作为单词（如“three”），以及作为概念（如三个点）。通过这种方式，研究人员能够观察大脑在处理不同类型的数字信息时的反应。
令人惊讶的是，研究人员发现，在患者思考数字时，壳核这一深藏于基底神经节中的区域表现出显著的活动。壳核通常被认为主要负责运动控制和一些基本的认知功能，而很少与高级智力活动相关，比如解决微积分问题。相比之下，大脑皮层（cerebral cortex）通常被认为是意识和抽象思维的中心，它包裹着大脑的外层，是进化过程中较晚出现的结构。
“这可能意味着人类处理数字的能力是在进化早期就获得的。”拉斯兰博士解释道。“大脑中存在某种更深层次的机制，使我们能够从简单的感知跃升到今天复杂的数学思维。”
除了壳核，研究人员还在预期的脑区发现了活动，包括处理视觉和听觉输入的区域，以及顶叶（parietal lobe），后者已知与数字处理和计算相关。这一发现进一步证实了大脑在处理数字时的多区域协作。
研究未来
从实际应用的角度来看，这项研究的结果可以帮助神经外科医生在手术中避免损伤与数字处理相关的脑区。例如，在切除肿瘤或治疗癫痫时，医生可以通过精确识别这些区域，采取额外的预防措施，确保手术的安全性。
“我们可以通过绘制大脑中处理数字的区域，避免在神经外科手术中损坏这些重要区域。”该研究的第一作者、拉斯兰实验室的博士后研究员亚历山大·罗克希尔（Alexander Rockhill）博士表示。
研究人员特别感谢参与这项研究的癫痫患者，他们的合作为科学进步做出了重要贡献。共同作者、OHSU神经外科住院医师克里斯蒂安·洛佩兹·拉莫斯（Christian Lopez Ramos）博士说：“我们非常感激这些患者愿意参与我们的研究，他们在手术期间的回答为我们深入了解大脑的进化和功能提供了关键线索。”
拉斯兰博士表示，下一步的研究将专注于探索大脑中其他能够执行高级认知功能的区域。他相信，通过对这些问题的深入探讨，我们可以更好地理解大脑和心智的运作机制。
新闻来源：俄勒冈健康与科学大学
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