Сенсомоторная трансформация числа в параетальной коре приматов

Как мозг превращает «сколько» в «как часто»

Когда вы хлопаете три раза под песню или постукиваете пальцами пять раз, чтобы пересчитать предметы, ваш мозг незаметно переводит ощущение «сколько» в точную серию движений. В этом исследовании показано, как происходит такая скрытая трансформация в мозге приматов, как простое восприятие числа превращается в действие и что это может рассказать об истоках наших числовых способностей.

Игра в счет для обезьян

Исследователи обучили двух макак-риммейсеров выполнять некую ручную игру на счет. Сначала животные видели краткий визуальный сигнал на экране, указывавший число от одного до пяти — либо в виде небольшой группы точек, либо в виде выученного символа. После короткой паузы обезьяны должны были отпустить рукоять ровно столько раз, сколько указывало число, ожидая сигнала между каждым отпусканием, а затем посмотреть на точку подтверждения, чтобы сигнализировать, что они считают, что достигли целевого счета. Поскольку интервалы между сигналами варьировались по-разному, животные не могли полагаться на ритм или простые временные ухищрения и вынуждены были отслеживать собственно количество движений.

Насколько хорошо животные считали

Обе обезьяны выступали значительно лучше случайного уровня, обычно точно совпадая с требуемым числом отпусканий рукояти. Их ошибки следовали ясным закономерностям, знакомым по человеческой оценке количества: промахи были наиболее частыми вблизи целевого числа и увеличивались при больших числах. Иными словами, отличить два действия от трех было легче, чем четыре от пяти. Животные также обычно справлялись немного лучше с выученными символами, чем с группами точек, вероятно потому, что точки могут варьироваться по размеру, расстоянию и расположению, что добавляет визуального шума в задачу.

Поиск сигналов «число→действие» в мозге

Чтобы заглянуть в мозг во время этой игры на счет, команда регистрировала активность одиночных нервных клеток в области, называемой вентральной внутрипариетальной областью — части параетальной коры, известной своей реакцией на число увиденных объектов. Они обнаружили, что многие из этих нейронов меняли скорость импульсации в зависимости от того, сколько движений обезьяна планировала выполнить, а не только от того, какой визуальный сигнал она увидела. Некоторые клетки наиболее сильно активировались, когда животное готовилось к одному движению, другие — к двум, трем, четырем или пяти, и их отклик затухал по мере удаления фактического числа от их предпочтительного значения. В совокупности популяция клеток формировала перекрывающиеся «горбы» активности, которые тесно повторяли поведение животных и их схему ошибок.

Прослеживание потока от восприятия к планированию

Применив инструменты машинного обучения к зарегистрированной активности, исследователи показали, что та же популяция клеток несла пригодную для чтения информацию о целевом числе во времени. Сразу после появления визуального сигнала паттерн активности начинал указывать, какое число было показано. Этот сигнал затем плавно переходил в период планирования, когда на экране не было стимула, и по-прежнему предсказывал, сколько движений животное намеревалось совершить. Некоторые клетки сохраняли стабильное предпочтение к определенному числу на протяжении всего периода, в то время как другие были лишь кратковременно настроены и меняли свой вклад со временем. Такое сочетание устойчивых и меняющихся паттернов указывает на то, что область поддерживает одновременно удержание числа в памяти и постепенное преобразование его в план движения.

Связь активности мозга с ошибками при счете

Исследование также напрямую связало мозговые сигналы с успехами и неудачами обезьян. Когда предпочтительное число клетки совпадало с числом, которое обезьяне нужно было воспроизвести, ее активность была сильнее в правильных испытаниях, чем при ошибках. В испытаниях, где обезьяна случайно сделала на одно движение больше или меньше, паттерны активности в этой области мозга смещались так, что отражали, собирается ли животное превысить или недовыполнить требование. Классификаторы, обученные на нейронных данных, надежно различали правильные счета и ошибки «плюс‑один» и «минус‑один», показывая, что эта область мозга содержит подробную информацию о как намерениях, так и фактических результатах.

Что это означает для нашего чувства числа

В целом результаты указывают на то, что часть параетальной коры действует как мост между восприятием величины и выполнением действий на её основе. Вместо того чтобы просто хранить число или просто планировать движения, эта область преобразует грубое ощущение «сколько» в «сколько раз» действовать, используя как стабильные, так и гибкие паттерны активности. Поскольку у людей похожие области мозга поддерживают восприятие числа, этот сенсомоторный мост может лежать в основе повседневных действий — от простого отбивания счета до более сложных форм числового рассуждения.

Цитирование: Seidler, L.E., Westendorff, S. & Nieder, A. Sensorimotor transformation of number in the primate parietal cortex. Nat Commun 17, 4227 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-73037-9

Ключевые слова: числовая когниция, параетальная кора, сенсомоторный, счет у обезьян, нейроны