Populatiecodering voor visuele en auditieve hoeveelheid in menselijke numerotopische kaarten

Hoe onze hersenen “hoeveel” voelen zonder te tellen

Mensen en veel dieren kunnen direct inschatten of er één, drie of vijf dingen voor hen liggen, of hoeveel piepjes ze zojuist hoorden, zonder zorgvuldig te tellen. Dit snelle gevoel voor “hoeveel” is cruciaal voor alledaagse beslissingen, van het inschatten hoeveel mensen er in een kamer zijn tot het schatten van het aantal auto’s dat een zebrapad nadert. De hier beschreven studie stelt een bedrieglijk eenvoudige vraag: gebruikt de hersenen dezelfde basale code om hoeveelheid uit zowel zicht als geluid te beoordelen, en zo ja, hoe is die code over het hersenoppervlak verdeeld?

Zien en horen van aantallen

Om deze vraag te onderzoeken scanden de onderzoekers de hersenen van twaalf volwassenen met een ultra‑krachtige 7‑Tesla MRI‑scanner. In de scanner keken de proefpersonen ofwel naar korte weergaven van zwarte stippen of luisterden ze naar korte reeksen piepjes. In beide gevallen varieerde het aantal items van één tot vijf. De stippen hadden allemaal dezelfde totale oppervlakte op het scherm en de piepjes varieerden willekeurig in toonhoogte, zodat eenvoudige visuele helderheid of geluidfrequentie geen hersenverschillen kon verklaren. De deelnemers hoefden alleen op een knop te drukken wanneer de stippen van kleur veranderden of wanneer een piepje met een afwijkende toonhoogte verscheen, zodat ze alert bleven zonder expliciet te tellen.

Verborgen kaarten van hoeveelheid

Het team modelleerde de hersenactiviteit met een wiskundig instrument dat beschrijft hoe sterk elk klein stukje cortex een voorkeur heeft voor bepaalde aantallen. Voor elk stukje schatten ze een “favoriete” hoeveelheid en hoe breed het reageert op aangrenzende hoeveelheden. Ze vonden dat de responsen een vloeiende, klokvormige curve volgden wanneer aantallen op een logaritmische schaal werden afgebeeld, wat betekent dat verschillen tussen kleine aantallen (zoals één versus twee) als groter worden behandeld dan dezelfde stap bij hogere aantallen (zoals vier versus vijf). In zowel visuele als auditieve taken gaven aangrenzende stukjes cortex de voorkeur aan aangrenzende hoeveelheden, waardoor ordelijke “numerotopische” kaarten ontstonden—vergelijkbaar met kaarten voor zien en voelen—waar het gevoel voor aantal over het hersenoppervlak is uitgespreid.

Verschillende plekken voor zien en horen

Hoewel de code voor hoeveelheid vergelijkbaar was tussen de zintuigen, waren de betrokken hersengebieden verschillend. Visuele hoeveelheden werden gerepresenteerd in meerdere regio’s aan de achter- en bovenzijde van de hersenen, waaronder occipitale, pariëtale en frontale gebieden. Auditieve hoeveelheden daarentegen verschenen in minder en veel kleinere kaarten, voornamelijk in delen van de temporale kwab die bij het horen betrokken zijn en in premotorische gebieden richting de voorkant van de hersenen. Geen enkele regio reageerde sterk op zowel visuele als auditieve hoeveelheid binnen het geteste bereik, wat suggereert dat de hersenen de zintuiglijke stroom gescheiden houden terwijl ze toch een gedeelde coderingsstrategie gebruiken. De onderzoekers vonden ook dat meer corticaal oppervlak was toegewezen aan kleinere hoeveelheden dan aan grotere, en dat stukje cortex die grotere aantallen prefereerden breder reageerden, waardoor ze over een ruimer bereik van aangrenzende hoeveelheden vervagen.

Waarom sommige hoeveelheden scherper zijn dan andere

De verschillen tussen visuele en auditieve kaarten kunnen weerspiegelen hoe makkelijk we aantal in elk zintuig kunnen vatten. Kleine aantallen stippen kunnen vrijwel in één oogopslag worden herkend, een proces dat “subitiseren” wordt genoemd, terwijl hetzelfde voor korte geluidsreeksen veel moeilijker is. Visuele kaarten waren groter, toonden sterkere signaalveranderingen en hadden smallere afstemming, wat overeenkomt met een scherper, preciezer representatie. Auditieve kaarten waren kleiner, met zwakkere en bredere responsen, mogelijk omdat geluiden zich in de tijd ontvouwen, kunnen worden gemaskeerd door achtergrondgeluid van de scanner en kort in het geheugen moeten worden vastgehouden. Over beide zintuigen heen neigde de linkerhersenhelft meer ruimte aan hoeveelheid te wijden met enigszins scherpere afstemming dan de rechterhelft, waarmee eerdere bevindingen over visuele getalkaarten ook voor horen lijken te gelden.

Wat dit betekent voor ons gevoel van aantal

In het algemeen laat dit werk zien dat de menselijke hersenen een gemeenschappelijke op populaties gebaseerde code gebruiken om “hoeveel” te vertegenwoordigen via zien en horen, maar dat ze deze code implementeren in afzonderlijke, modaliteitspecifieke kaarten in plaats van in één enkele, volledig gedeelde hub. Elke kaart is zo georganiseerd dat aangrenzend hersenweefsel aangrenzende hoeveelheden representeert, waarbij kleinere aantallen meer ruimte innemen en preciezer worden gecodeerd dan grotere. Voor een lezer is de conclusie dat ons moeiteloze gevoel voor aantal wordt ondersteund door fijn gestructureerde, zintuigspecifieke indelingen in de hersenen die dezelfde onderliggende regels volgen. Deze bevindingen bereiden de weg voor toekomstig onderzoek naar hoe deze kaarten zich bij kinderen ontwikkelen, hoe ze tussen individuen verschillen en hoe de hersenen visuele en auditieve hoeveelheidinformatie in het dagelijks leven kunnen combineren.

Bronvermelding: 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

Trefwoorden: numerositeit, multisensorische waarneming, hersenmapping, populatiecodering, numerieke cognitie