קידוד אוכלוסייתי של כמות חזותית ושמיעתית במפות נומרוטופיות אנושיות

איך המוח שלנו חשב "כמה" בלי לספור

אדם והרבה בעלי חיים יכולים לזהות באופן מיידי האם יש דבר אחד, שלושה או חמישה פריטים לפניהם, או כמה צפצופים הם שמעו, מבלי לספור במפורש. תחושת ה"כמה" המהירה הזו חשובה להחלטות יומיומיות — מהערכת כמה אנשים נמצאים בחדר ועד הערכת מספר המכוניות שמתקרבות למעבר חצייה. המחקר המתואר כאן שואל שאלה שנראית פשוטה אך מטעה: האם המוח משתמש בקוד בסיסי זהה לשיפוט כמות הן בחזות והן בשמיעה, ואם כן — כיצד הקוד הזה מפוזר על פני שטח המוח?

לראות ולשמוע מספרים

כדי לחקור שאלה זו, החוקרים סרקו את מוחם של שתים‑עשרה מבוגרים בעזרת מכשיר MRI עוצמתי של 7 טסלה. בתוך המכשיר, המשתתפים ראו תצוגות קצרות של נקודות שחורות או שמעו רצפים קצרים של צפצופים. במסגרות שני המודאליות מספר הפריטים נע בין אחד לחמישה. כל הנקודות שתוצגו שמרו על שטח כולל זהה על המסך, והצפצופים השתנו אקראית בגובה הצליל, כך שברק אור פשוט או תדירות קול לא יוכלו להסביר הבדלים במוח. המשתתפים נדרשו רק ללחוץ על כפתור כאשר הנקודות שינו צבע או כאשר הופיע צפצוף בגובה יוצא דופן, מה שהבטיח ערנות ללא ספירה מפורשת.

מפות חבויות של כמות

הצוות תיאר את פעילות המוח בעזרת כלי מתמטי שמתאר עד כמה כל חתיכה זעירה של הקורטקס מעדיפה כמויות מסוימות. עבור כל חתיכה הם העריכו כמות "מועדפת" וכן כמה באופן רחב היא מגיבה לכמויות סמוכות. הם מצאו שהתגובות עוקבות אחר עקומת פעמון חלקה כאשר המספרים מסודרים לפי סולם לוגריתמי, כלומר שהבדלים בין מספרים קטנים (כמו אחד מול שתיים) מטופלים כגדולים יותר מאשר אותו מרווח במספרים גבוהים יותר (כמו ארבע מול חמש). במשימות החזותיות והשמיעתיות גם יחד, חתיכות קורטקס שכנות העדיפו כמויות שכנות, ויצרו מפות "נומרוטופיות" מסודרות — בדומה למפות של הראייה והמגע — שבהן תחושת המספר מפוזרת על פני שטח המוח.

מיקומים שונים לחזון ולשמע

אף על פי שקוד הכמות היה דומה בין החושים, אזורי המוח המעורבים היו נבדלים. ייצוגי כמות חזותית נמצאו במספר אזורים בחלקו האחורי והעליון של המוח, כולל אזורים אוקסיפיטליים, פארייטליים ופרונטליים. לעומת זאת, כמות שמיעתית הופיעה במפות מעטות וקטנות יותר בעיקר באזורים של האונה הטמפורלית המעורבים בשמיעה ובאזורים פרימוטוריים בחלק הקדמי של המוח. לא נמצא אזור יחיד שהגיב בחוזקה לשתי המודאליות בטווח הנבדק, מה שמעלה כי המוח שומר על זרמי קלט חושיים נפרדים תוך שימוש באסטרטגיית קידוד משותפת. החוקרים גם מצאו ששחלק גדול יותר של שטח הקורטקס מוקדש לכמויות קטנות יותר מאשר לכמויות גדולות, ושחתיכות שמעדיפות מספרים גדולים מגיבות בצורה רחבה יותר, מטושטשות על פני טווח רחב יותר של כמויות סמוכות.

מדוע חלק מהכמויות חדות יותר מאחרות

ההבדלים בין מפות חזותיות לשמיעתיות עשויים לשקף עד כמה קל לנו לתפוס מספר בכל חוש. מספרים קטנים של נקודות ניתנים לזהות במהירות כמעט במבט אחד, תהליך הנקרא "סוביטיזציה" (subitizing), בעוד שקשה בהרבה לבצע את אותה פעולה על רצפי צלילים קצרים. המפות החזותיות היו גדולות יותר, הראו שינויים חזקים יותר באות והיו בעלות כיוונון צר יותר, תואם לייצוג חד ומדויק יותר. המפות השמיעתיות היו קטנות יותר, עם תגובות חלשות ורחבות יותר, אולי משום שקולות מתפתחים לאורך זמן, יכולים להיות מוסתרים על ידי רעש רקע של הסורק, וחייבים להיאחז בזיכרון לזמן קצר. בשני החושים נטה ההמיספרה השמאלית להקדיש יותר שטח לכמות עם כיוונון מעט חד יותר מהצד הימני, מה שמרחיב ממצאים קודמים על מפות מספר חזותיות גם לשמיעה.

מה משמעות הדבר לתחושת המספר שלנו

בסך הכל, עבודה זו מראה שמוח האדם משתמש בקוד מבוסס‑אוכלוסייה משותף לייצוג "כמה" בעין ובאוזן, אך מממש קוד זה במפות נפרדות התלויה במודאליות במקום בצומת יחיד משותף לחלוטין. כל מפה מאורגנת כך שרקמה מוחית סמוכה מייצגת כמויות סמוכות, כאשר מספרים קטנים תופסים יותר מקום ומקודדים בדיוק רב יותר מאשר מספרים גדולים. למביני עניין — המסר הוא שהתחושה האינטואיטיבית שלנו של מספר נתמכת בסידור עדין ותמציתי, ספציפי לחוש, במוח, העוקב אחרי אותם עקרונות יסוד. ממצאים אלה פותחים את הדרך למחקר עתידי על איך מפות אלה מתפתחות בילדים, איך הן שונות בין אנשים, ואיך המוח עשוי לשלב מידע כמותי חזותי ושמיעתי בחיי היומיום.

ציטוט: Jeong, G., Soch, J., Trampel, R. et al. Population coding for visual and auditory quantity in human numerotopic maps. Commun Biol 9, 383 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09752-2

מילות מפתח: ספירות, תפיסה רב‑חושית, מיפוי מוח, קידוד אוכלוסייה, קוגניציה מספרית