Nepaisant svarbos matematikai, nulinio skaičiaus neuroninis pagrindas žmogaus smegenyse anksčiau nebuvo žinomas. Mokslininkai iš Bonos universitetinės ligoninės (UKB), Bonos universiteto ir Tiubingeno universiteto dabar išsiaiškino, kad atskiros nervinės ląstelės medialinėje smilkininėje skiltyje nulį atpažįsta kaip skaitinę reikšmę, o ne kaip atskirą kategoriją „nieko“.
Rezultatai dabar paskelbti žurnale Dabartinė biologija.
Skaičiaus nulio samprata buvo pagrindinė skaičių sistemų ir matematikos raida ir yra plačiai vertinama kaip vienas svarbiausių žmonijos kultūros laimėjimų.
„Skirtingai nuo kitų skaičių, tokių kaip vienas, du ar trys, kurie reiškia suskaičiuojamus kiekius, nulis reiškia, kad nėra kažko, ką galima suskaičiuoti, ir tuo pat metu vis dar turi skaitinę reikšmę“, – sako vienas iš Epileptologijos katedros autorių profesorius Florianas Mormannas. UKB, kuris taip pat yra Bonos universiteto Transdisciplininių tyrimų srities (TRA) „Gyvenimas ir sveikata“ narys.
Priešingai nei teigiami natūralieji skaičiai, skaičiaus nulio sąvoka atsirado tik vėlyvoje žmonijos istorijoje per pastaruosius du tūkstantmečius. Tai atsispindi ir vaikystės raidoje, nes nulio sąvoką ir susijusias aritmetikos taisykles vaikai paprastai sugeba suprasti tik maždaug šešerių metų amžiaus.
Neuronai signalizuoja skaičių nulį
Kaip šią sąvoką vaizduoja nervinės ląstelės žmogaus smegenyse, dar nebuvo ištirta. Bonos mokslininkai dabar sujungė jėgas su Tiubingeno universiteto neurobiologais, kad išspręstų šio klausimo esmę.
Norėdami tai padaryti, jie parodė neurochirurginiams pacientams, kuriems UKB į smilkinines skilteles buvo įkišti iki plauko ploni mikroelektrodai ruošiantis operacijai, skaitinės reikšmės nuo nulio iki devynių. Skaitinės reikšmės buvo rodomos kaip arabiški skaitmenys, kita vertus, kaip taškų rinkiniai, įskaitant tuščią rinkinį.
„Tuo tarpu mes galėjome išmatuoti atskirų nervinių ląstelių aktyvumą ir iš tikrųjų radome neuronų, kurie signalizavo nulį“, – sako Esther Kutter, pirmoji tyrimo autorė. „Tokie neuronai reagavo arba į arabišką skaičių nulį, arba į tuščią aibę, bet ne į abu.
Skaičius nulis yra skaitinė neuronų reikšmė
Abiem atvejais buvo skaitinis atstumo efektas, kai neuronai reagavo silpniau, bet išmatuojamai, taip pat į gretimą numerį.
„Taigi neuronų lygmenyje nulio sąvoka užkoduota ne kaip atskira kategorija „nieko“, o kaip skaitinė reikšmė, integruota su kitomis skaičiuojamomis skaitinėmis reikšmėmis apatinėje skaičių eilutės dalyje“, – sako prof. dr. Andreas. Nieder iš Tiubingeno universiteto Neurobiologijos instituto.
Prof. Mormannas priduria: „Nepaisant šios integracijos, tuščias rinkinys yra užkoduotas kitaip nei kiti skaičiai neuronų populiacijos lygyje, ypač taškų aibių atveju. Tai gali paaiškinti, kodėl tuščios aibės atpažinimas taip pat užtrunka ilgiau elgsenos lygiu nei kitiems mažiems skaičiams“.
Tačiau arabiškų skaitmenų atveju šis poveikis nebuvo nustatytas nei nervų, nei elgesio lygmenyje. Iš to mokslininkai pripažįsta simbolinių vaizdų, pavyzdžiui, naudojant arabiškus skaitmenis, svarbą, norint integruoti skaičių nulį į skaičių tiesę žmogaus smegenyse.