大脑是如何计数的

大脑是头盖骨内一团含水量丰富的组织，既负责控制躯体活动，也是思维发生的根据地。实际上，大脑组织属凝胶质地，密度稍大于水，若将其放置于桌面，极有可能会在自身重量的压力下破裂。构成大脑的主要细胞是总数约达120亿个的神经元或神经细胞（如图1所示）—“120亿”是怎样一个概念呢？它大于定居地球表面的人类数量（2021年接近80亿），但远少于四散分布于银河系的恒星数量（1 000亿个）以及美国统发的国债（超过4万亿美元）。每个神经元由三个部分构成：一个细胞体、一系列称为树突的分支纤维（负责接收来自其他神经元的电信号）和一条轴突纤维（负责向外发送、向其他神经元传递电信号）。就神经元与神经元之间的连接而论，单个神经元可直接与多达4 000个甚至5 000个神经元交换信息。 ³

自脊柱往上，可将大脑大致划分为三个部分：脑干、小脑和位于顶部的新皮层（如图2所示）。为确定大脑在计数过程中所发挥的作用，我们将着重关注大脑新皮层，因为它既负责控制记忆、学习及其他各类智力技能，同时也是视觉、听觉和语言等重要功能所驻扎的区域。新皮层的外表面覆裹着一层被称为灰质的薄层，由大约100亿个神经元组成。灰质中神经元分布之密集，可达1立方毫米（约为一个大头针的针头大小）含3万至10万个神经元体。大脑皮层被一条自前额延伸至大脑后部的纵向大裂隙分隔成两半，并由一束由2亿个轴突构成的胼胝体相连接。

倘若我们可以直接指着大脑中的某一个小突起，并断言，“这就是人类计数能力的所在之处”，那就再好不过了；然而，这是不可能的，因为人脑是一个极其复杂的器官—这既是不幸，又是万幸。有些大脑功能似乎只集中分布于局限的特定区域，有些功能则广泛散布于新皮层的众多区域。比如，有研究表明，有许多记忆与大脑的某些特定区域紧密相关，有些记忆则更为分散，普通损伤只会令它们发生不同程度的减弱，而不致完全丢失，记忆衰退的程度与损伤的严重性相一致。

掌管数学的区域又落在何处？其中哪些部分专门负责计数？对于以上问题，我们尚且无力交出确切答卷，只能凭手头现有的证据做合理推测。为了解大脑是如何运转工作的，神经学家以一些脑损伤患者为对象进行了详细深入的研究。尽管这些研究有时会得出相互矛盾的结果，但我们依然可以从中推断出一些一般性结论。

相较左半球，大脑右半球的行为活动更加同步，我们的即时视觉感知、空间关系认知和运动技能均与它紧密关联。通常情况下，先天性右脑损伤的儿童很难体认出现在他们视野内的物体群组，并理解蕴含其中的“多”之概念。可见，这种对事物之“多”的领会能力是人类与生俱来，而非后天习得的。因为整个计数行为是始于人们意识到集合具有“多”这一特征，所以，在计数过程中，大脑右半球应起关键作用。

即便语言是通过学习而获得的技能，它也与大脑中的一些特定区域密切相关，它主要受大脑皮层左半球控制（不过，右半球也有一定的语言能力）。左半球还掌控一些具有次序性的功能，比如策划并执行系列活动，符号表征与抽象思维过程也受左半球支配，从本质上讲，数学运算兼具符号象征性与次序性，因此，人们通常认为，左半球具有数学运算功能。我们需要特别关注大脑左半球的一个区域（如图2所示），该部分受到损伤时，可能导致格斯特曼综合征（Gerstmann syndrome）。该病的患者将失去辨认自己十指的能力，从而无法进行涉及手指的各项运动；除此之外，还常伴随左右不分的病征，许多患者还会丧失进行简单运算的能力。

辨别指认手指与算术计算之间存在关联，这种说法乍听之下似乎有些奇怪。其实不然；初生的婴幼儿便是依靠旁人一遍遍重复指认手指、讲述相对应的数词而学会基本计数的。可见，我们的手指、计数、数词的发音，以及从一个手指指向下一个手指的操作技能之间的确切实相关。

一些神经学家 ⁵ 提出，计数与计算能力存在于大脑最前部一个叫作前额皮层的区域。大脑这一部分主要负责控制情绪，予人们以责任感、对过去和未来的时间感以及规划未来活动的能力。部分前额叶受损患者会丧失计算能力。由于计数是一项计划性与操作性兼具的活动，因此，对大脑该区域的任何损害都可能干扰此活动过程。

至此，对于计数在大脑中的发生区域，我们可否得出一个最终结论？很遗憾，目前科学界对此尚无定论。不过，可以肯定的是，数字意识、计数、运算等这类技能所牵涉的绝不止一个大脑区域。右脑可识别视觉所及处的多个物体，进而赋予我们“多”的概念意识；前额皮层使我们能够计划并进行计数操作；大脑左半球后部区域则搭建起手指与计数之间的联系桥梁；当如上种种接连发生时，左半脑中掌管语言的部分会适时介入，产生数词。只有在大脑众多功能的“精诚协作”下，我们才能伸出手指，自如流利地按照正确次序说出数字。 U2c6iRboahMwgkLFWzLnBUC5ZD+k9GfXVIFMPbyxAGaT0IgbZsgHNgS/Gq8UB6n4