Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Л. Краусс
«Страх физики». Глава из книги


Интервью с В. Сурдиным
Полет на Луну — это командировка на неделю


А. Акопян
Как ищут тёмную материю


И. Акулич
Идеальный почтовый индекс


А. Бердников
Интерференция в домашних условиях. Плёнки и антиплёнки


Интервью с Л. Марголисом
Леонид Марголис: «Мне всегда было интересно, как клетки разговаривают друг с другом»


А. Иванов
Сибирь и Северная Америка были единым целым более миллиарда лет назад


П. Амнуэль
Одиночество во Вселенной


Р. Фишман
Детективы каменного века


О. Макаров
Животные, которые дарят надежду







Главная / Новости науки версия для печати

У цыплят, как и у людей, мысленная числовая линия идет слева направо


Схема первого эксперимента

Рис. 1. Схема первого эксперимента. Цыпленка сначала обучали находить еду за пластинкой, на которой было нарисовано 5 квадратиков (A). Затем обученному цыпленку предлагали на выбор две одинаковых пластинки с двумя квадратиками. Цыпленок, как правило, шел к левой пластинке (B). Если же ему предлагали две пластинки с восемью квадратиками, он выбирал правую (C). Изображение из обсуждаемой статьи в Science

Людям свойственно представлять количественную информацию в виде мысленной линии, вдоль которой числа возрастают слева направо. Многие млекопитающие и птицы способны эффективно обрабатывать информацию о количествах и совершать арифметические операции, однако о наличии у них мысленной числовой линии до сих пор имелись лишь косвенные данные. Элегантные эксперименты на цыплятах трехдневного возраста, проведенные итальянскими учеными, показали, что у цыплят, как и у людей, меньшие числа ассоциируются с левой стороной, а большие — с правой.

Не только люди (включая младенцев), но и многие другие животные умеют оценивать количественную информацию и даже решать арифметические задачи (см. ссылки в конце новости). Судя по всему, наши арифметические способности развились не на пустом месте, а на основе эволюционно древних, довербальных механизмов обработки количественных данных. Некоторые особенности работы этих механизмов на удивление сходны у людей и других животных. Например, всеобщими закономерностями являются «эффект дистанции» (чем сильнее различается число элементов в двух множествах, тем быстрее делается выбор между ними) и «эффект величины» (чем больше число, тем медленнее совершаются мысленные операции с ним, причем это справедливо для профессиональных математиков в той же мере, что и для детей или обезьян). Однако вопрос о том, действительно ли существуют универсальные (общие для разных животных) алгоритмы обработки количественных данных в мозге, пока еще далек от разрешения.

Характерной особенностью арифметического (количественного) мышления людей является склонность определенным образом располагать числа в мысленном пространстве: меньшие числа обычно помещаются слева, большие справа. Этот хорошо известный психологический феномен называют «мысленной числовой линией» (mental number line). Культура и воспитание могут влиять на направление этой линии: у людей, пишущих справа налево (например, у арабов) мысленная числовая линия тоже направлена справа налево, а у людей, одновременно использующих разные письменности (у израильтян), четкого направления выявить не удается. Однако эксперименты с новорожденными детьми показали, что склонность размещать числа или количества слева направо по мере возрастания, по-видимому, является врожденной. Например, показано, что семимесячные дети предпочитают картинки, на которых число объектов в множествах возрастает слева направо, тем, на которых оно возрастает справа налево (M. D. de Hevia et al., 2014. Human Infants' Preference for Left-to-Right Oriented Increasing Numerical Sequences).

Существует ли мысленная числовая линия у других животных? Результаты экспериментов на обезьянах, цыплятах и североамериканских ореховках согласуются с этим предположением. Животных сначала приучали выбирать определенную позицию (например, четвертую) в ряду одинаковых объектов, причем само животное находилось в конце ряда. Иными словами, нужно было отсчитать четвертый объект от себя. Затем обученному животному предлагали такой же ряд объектов, только повернутый на 90°, так что животное теперь видело ряд не с конца, а сбоку. Какой из объектов считать четвертым — четвертый слева или четвертый справа? Большинство животных в этой ситуации отсчитали четвертую позицию слева, хотя никаких разумных оснований для такого выбора у них не было (R. Rugani et al., 2010. Is it only humans that count from left to right?). Впрочем, эти результаты еще не доказывают существования у животных мысленной числовой линии. Их можно объяснить имеющимся у птиц и млекопитающих «перекосом» в распределении внимания, который проявляется, в частности, в том, что они чуть быстрее замечают то, что происходит слева от них, чем справа (см. pseudoneglect). Считается, что этот перекос связан с функциональной асимметрией левой и правой половин мозга, которая, по-видимому, является очень древней, фундаментальной особенностью мозга позвоночных.

Чтобы получить более убедительные доказательства того, что не только люди, но и птицы считают слева направо, итальянские психологи и нейробиологи провели серию простых и изящных экспериментов на цыплятах трехдневного возраста. В первом эксперименте каждого цыпленка сначала учили находить пищу за экраном, на котором было нарисовано 5 квадратиков. Затем цыпленку предлагали на выбор два одинаковых экрана либо с меньшим (2), либо с большим (8) числом квадратиков (рис. 1). Еды при этом не было ни за одним из экранов. Ученых интересовало, какой из двух одинаковых экранов цыпленок обследует первым. В полном соответствии с гипотезой о мысленной числовой линии, 70,7% цыплят в первом случае (когда демонстрировалось меньшее число) выбрали левый экран, а во втором 71,0% животных выбрали правый.

Во втором эксперименте «исходным» числом было 20, а затем цыплятам предлагали одинаковые экраны с 8 и 32 квадратиками (рис. 2). На этот раз из двух экранов с 8 квадратиками цыплята предпочли левый (что логично, поскольку 8 < 20), тогда как из двух экранов с 32 символами большей популярностью пользовался правый.

Схема второго эксперимента

Рис. 2. Схема второго эксперимента. Всё было так же, как в первом эксперименте (рис. 1), только вместо чисел 5, 2 и 8 использовались числа 20, 8 и 32. На этот раз из двух пластинок с восемью квадратиками цыплята выбирали левую. Изображение из обсуждаемой статьи в Science

Эти результаты показывают, что у цыплят, как и у людей, меньшие числа (или количества) ассоциируются с левой стороной, а большие — с правой. Таким образом, гипотеза о мысленной числовой линии получила весомое подтверждение. Авторы провели также серию дополнительных экспериментов, в которых они меняли или, наоборот, фиксировали такие параметры, как цвет символов, их суммарную площадь, суммарный периметр, а также общую площадь области, в пределах которой располагались символы. Эти эксперименты подтвердили, что ассоциация с левой или правой стороной существует только для количества символов («меньше» — слева, «больше» — справа), но не для перечисленных показателей.

Таким образом, не только у людей, но и у цыплят существует связь между представлениями о пространстве и числах (количествах). Меньшие величины и нам, и цыплятам кажется более естественным располагать слева, большие — справа.

Причины этой асимметрии еще предстоит выяснить. В конечном счете она, скорее всего, проистекает из функциональной асимметрии полушарий мозга. Может быть, дело тут в том, что левое полушарие (воспринимающее информацию о том, что происходит справа от нас) в большей степени склонно обрабатывать данные о положительных эмоциях, а правое — об отрицательных (N. Torro Alves et al., 2008. Models of brain asymmetry in emotional processing).

Рис. 3. Картина А. А. Дейнеки «Оборона Петрограда»

Рис. 3. Движение слева направо, по-видимому, легче ассоциируется у нас с чем-то хорошим, а в обратную сторону — с плохим. Возможно, в этом проявляется функциональная асимметрия полушарий, а именно склонность левого полушария обрабатывать информацию о положительных эмоциях, правого — об отрицательных. Картина А. А. Дейнеки «Оборона Петрограда» (1928 год, Москва, Центральный музей Вооружённых Сил и 1956 год, Москва, Третьяковская галерея)

И в лабораторных экспериментах, и в реальной жизни «больше» нередко означает «лучше». Как отмечает швейцарский нейропсихолог Пeтер Брюггер (Peter Brugger) в популярном синопсисе к обсуждаемой статье в Science, те же цыплята предпочитают кормушку, где много еды, кормушке где ее мало; они также охотнее следуют за большой компанией себе подобных, чем за маленькой. Предположение о том, что количественно оценивать положительные стимулы животным в целом приходится чаще, чем отрицательные, выглядит довольно правдоподобно. В таком случае, действительно, в ассоциации больших количеств с правой стороной пространства можно усмотреть определенную нейробиологическую логику.

Источник: Rosa Rugani, Giorgio Vallortigara, Konstantinos Priftis, Lucia Regolin. Number-space mapping in the newborn chick resembles humans’ mental number line // Science. 2015. V. 347. P. 534–536.

О математических способностях детей и животных см. также:
1) Математические способности детей проявляются уже в шестимесячном возрасте, «Элементы», 05.11.2013.
2) Можно ли вылечить дискалькулию?, «Элементы», 03.06.2011.
3) Математический язык муравьев пластичен, «Элементы», 02.05.2011.
4) Обезьяны умеют складывать числа в уме, «Элементы», 26.12.2007.
5) «Математический центр» мозга активен у детей, еще не умеющих считать, радио «Свобода», 16.04.2006.
6) З. А. Зорина, Мыслит не только человек, радио «Свобода», 14.04.2006.

Александр Марков


Комментарии (21)



Последние новости: Когнитивная наукаОрнитологияПсихологияАлександр Марков

15.07
Самки синиц поют при появлении хищника
5.07
Биоразнообразие стимулирует собственный рост
4.07
Песня большеклювой камышевки имеет строго упорядоченную структуру
28.06
Подростки лучше учатся на положительном опыте, чем на отрицательном
27.06
Незамысловатая песня помогает птицам избегать хищников
21.06
Кишечная бактерия влияет на социальное поведение мышей
16.06
В Старом и Новом Свете птицы сходно реагируют на глобальное потепление
14.06
Полиплоидность предков эукариот — ключ к пониманию происхождения митоза и мейоза
6.06
Промышленный меланизм бабочек получил генетическое объяснение
2.06
Обнаружено фундаментальное сходство между развитием актинии и развитием позвоночных

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия