I en banbrytande studie ledd av neurovetenskapsprofessorerna Yung Wing-ho från City University of Hong Kong och Ke Ya från The Chinese University of Hong Kong har ett genombrott uppnåtts i förståelsen av hur djur, specifikt råttor, uppfattar siffror.
Denna forskning, publicerad i Science Advances, sätter inte bara punkt för långvariga debatter om djurs numeriska förmågor utan banar även väg för framtida utforskningar av mänskliga numeriska funktionshinder som dyskalkyli.
Ett språng i studier av djurs kognition
Studien introducerar en innovativ numerisk inlärningsuppgift som kombinerar tekniker för hjärnmanipulering och modellering med artificiell intelligens.
Detta tillvägagångssätt var avgörande för att visa att råttor besitter en distinkt uppfattning om antal, skild från andra kontinuerliga storheter såsom storlek eller varaktighet.
"Vi har framgångsrikt minimerat dessa störande faktorer, vilket ger en klarare inblick i hur råttor – och potentiellt andra djur – faktiskt förstår siffror," förklarade professor Yung, en av studiens ledare.
Överlevnad, intelligens och numerisk känsla
Att förstå siffror är mer än en akademisk övning; det är en överlevnadsförmåga.
Djur med en skarp känsla för antal kan bättre navigera i sina miljöer, från att hitta mat till att undvika rovdjur. För människor är numerisk förståelse nära kopplad till kognitiva förmågor och intellektuell utveckling.
"Det handlar inte bara om att räkna; det handlar om grundläggande kognitiva processer som påverkar både djur och människor," påpekade professor Ke.
Forskarnas resultat ger också en avgörande djurmodell för att studera den neurala grunden för numeriska förmågor och potentiella funktionshinder hos människor. Cirka 3% till 7% av människor lider av dyskalkyli, en inlärningssvårighet som försämrar förmågan att lära sig och förstå aritmetik.
I sina experiment fann teamet att när en specifik del av råttans hjärna, den bakre parietalkortex, blockerades, hade djuren svårt med sifferigenkänning men inte med att bearbeta storheter.
"Att kunna peka ut hjärnområden öppnar upp nya möjligheter för neurobiologiska studier och kan leda till riktade terapier för människor med svårigheter att lära sig siffror," sade professor Yung.
Betydelse för artificiell intelligens
Utöver att förstå djur och mänsklig kognition har dessa fynd betydande konsekvenser för utvecklingen av AI-system.
"De neurala nätverksmodellerna från vår studie kan förbättra hur AI bearbetar numerisk information, vilket har tillämpningar inom teknik och därutöver," tillade professor Ke.
