Mozkový lateralizace formuje linii mentálních čísel u novorozených kuřat

Lateralizace mozku-tendence pro levé a pravé hemisféry se specializovat na různé funkce-je základem vývoje mentální linie mentálních čísel zleva doprava, podle studie u novorozených kuřat.

Studie, zveřejněná jako recenzovaný předtisk elife a dnes se objevují jako konečná verze, je editory popsána jako základní. Říká se, že předložené důkazy jsou přesvědčivé a výsledky budou zajímavé pro vědce studující numerické poznání, lateralizaci mozku a kognitivní vývoj mozku širší.

Mnoho lidí intuitivně považuje čísla za uspořádaná podél mentální linie, buď běží zleva doprava, s menšími čísly vlevo a větší vpravo, nebo naopak. Tato reprezentace – často nazývaná linie mentálních čísel – se tradičně předpokládá, že se vyvíjí prostřednictvím kulturních zkušeností, zejména prostřednictvím směru čtení a psaní. Výzkum však ukázal důkazy o linii mentálních čísel zleva doprava u mladých kojenců a zvířat, zpochybňoval tento předpoklad a naznačoval, že tato prostorová asociace může mít biologické kořeny.

Lateralizace mozku, známá také jako hemisférická specializace, odkazuje na myšlenku, že obě hemisféry mozku jsou funkčně odlišné a mají specializované role v různých kognitivních procesech.

Expozice embryonálního světla indukuje lateralizaci mozku u domácích kuřat a zvyšuje jejich prostorové nemerické schopnosti a jejich tendenci „počítat“ zleva doprava. Ačkoli několik modelů navrhlo, že linie mentálního čísla pochází z lateralizace mozku, chybí přímé důkazy. Naše studie poskytuje tyto důkazy a ukazuje, že lateralizace je nezbytná pro vznik prostorových numerických asociací zleva doprava. ““

Rosa Rugani, hlavní autorka, profesorka, Katedra obecné psychologie, University of Padoa, Itálie

U domácích kuřat je známo, že expozice světla během embryonálního vývoje podporuje lateralizaci mozku. Rugani a jeho kolegové proto inkubovali 100 kuřecích vajec, napůl vystavených světlu a polovinu udržovali ve tmě. To vytvořilo skupinu silně lateralizovaných kuřat a skupiny slabě lateralizovaných kuřat.

Po vylíhnutí byla kuřata vyškolena, aby lokalizovala jídlo skryté za čtvrtou uzávěrem láhve ve svislé řadě 10 identických uzávěrů. Jakmile se tento úkol naučili, tým otočil řadu krmítka o 90 stupňů tak, aby byl horizontální a testoval, zda kuřata budou hledat jídlo ve čtvrté čepici zleva nebo zprava. Obě čepice představovaly věrohodnou volbu, což vědcům umožnilo pozorovat jakékoli přirozené směrové preference.

Silně lateralizovaná kuřata vykazovala jasnou preferenci pro výběr čtvrtého uzávěru zleva, což naznačuje mapování čísel zleva doprava. Naproti tomu slabě lateralizovaná kuřata nevykazovala žádnou konzistentní směrovou preferenci a náhodně vybírala mezi oběma čepicemi.

Vědci pak tento test opakovali, zatímco zakrývali buď levé nebo pravé oko. Protože každé oko primárně posílá signály na opačnou hemisféru mozku, umožnilo to týmu určit, která hemisféra během experimentu zpracovávala informace. Když kuřata používala pouze levé oko (zapojené pravé hemisféře), u kuřat s silně lateralizovaným mozkem znovu častěji vybrali čtvrtou čepici zleva a posílili roli pravé hemisféry při integraci prostorových a numerických podnětů. Když tato stejná kuřata použila pouze své pravé oko (zapojené do levé hemisféry), měli tendenci místo toho zvolit čtvrtou čepici zprava. Slabě lateralizovaná kuřata nedokázala vyřešit úkol v obou monokulárních podmínkách. To naznačuje, že lateralizace mozku, stanovená prostřednictvím expozice světla během posledních dnů embryonálního vývoje, je nezbytná pro integraci prostorových a numerických podnětů a zvyšuje kognitivní výkon.

V následném experimentu vědci testovali, jak by kuřata fungovala, kdyby byly prostorové podněty nespolehlivé. Změnili mezery mezi uzávěry tak, aby se fyzická poloha čtvrté čepice lišila – což znamená, že kuřata se mohla spoléhat pouze na pořadové (numerické) informace, nikoli na prostorové rozložení, najít jídlo. Za těchto podmínek ani silně ani slabě lateralizovaná kuřata nevykazovala směrovou preferenci.

„Poprvé ukážeme, že lateralizace mozku nesouvisí pouze s linií mentálních čísel – je to nutné,“ říká Rugani. „Toto zjištění přináší silnou experimentální podporu myšlence, že náš pocit počtu a prostoru je biologicky uzemněný, přesto je formován interakcí jednotlivce s prostředím.“

Autoři naznačují, že přirozený vzorec skenování zleva doprava může mít pro kuřata evoluční výhody. Například při hledání potravy jim může umožnit efektivně lokalizovat a kvantifikovat zdroje potravy bez přehledu oblastí.

„Naše práce ukazuje, že funkce lateralizovaného mozku hraje klíčovou roli při utváření toho, jak zvířata, možná včetně lidí, přemýšlejí o číslech,“ říká vedoucí autorka Lucia Regolin, profesorka na katedře obecné psychologie, University of Padoa. „Pochopení biologického základu numerického myšlení nám může pomoci zjistit, proč se objevují určité kognitivní schopnosti, když se ve vývoji vyvíjejí, a proč by mohly být změněny u jedinců s atypickou organizací mozku. Tento výzkum otevírá dveře dalším studiím o vývojovém původu numerického uvažování a jak časné smyslové zážitky mohou ovlivnit později kokobné výsledky.“