Популяционное кодирование визуальной и слуховой количественности в нумеротопических картах человека

Как наш мозг ощущает «сколько» без счета

Люди и многие животные мгновенно различают, сколько предметов перед ними — один, три или пять — или сколько звуков они только что услышали, не прибегая к тщательному подсчету. Это быстрое чувство «сколько» важно в повседневных решениях — от оценки числа людей в комнате до подсчета машин, приближающихся к пешеходному переходу. Описанное исследование задает на вид простейший вопрос: использует ли мозг один и тот же базовый код для оценки количества по зрению и слуху, и если да — как этот код располагается по поверхности коры?

Видеть и слышать числа

Чтобы изучить это, исследователи сканировали мозг двенадцати взрослых на мощном 7‑тесловом МРТ‑сканере. Внутри сканера участники либо смотрели на короткие изображения черных точек, либо слушали короткие серии звуковых сигналов. В обоих случаях число объектов варьировалось от одного до пяти. Все точки имели одинаковую суммарную площадь на экране, а звуки случайно менялись по тону, чтобы простые отличия по яркости или частоте не объясняли различия в активности мозга. Участники должны были нажимать кнопку, когда точки меняли цвет или появлялся звук с отличным тоном, что держало их внимательными, не требуя явного подсчета.

Скрытые карты количественности

Команда моделировала активность мозга математическим инструментом, который описывает, насколько сильно каждая малая область коры предпочитает определенные числа. Для каждой области оценивали «любимое» количество и широту отклика на соседние величины. Было обнаружено, что отклики следуют гладкой колоколообразной кривой, если числа откладывать по логарифмической шкале — это означает, что разница между малыми числами (например, один против двух) рассматривается как более значимая, чем такой же шаг для больших чисел (например, четыре против пяти). Как в визуальной, так и в слуховой задачах соседние участки коры предпочитали соседние количества, формируя упорядоченные «нумеротопические» карты — аналогично картам для зрения и осязания — где ощущение числа развернуто по поверхности мозга.

Разные места для зрения и слуха

Хотя код количества был схожим между модальностями, вовлеченные области мозга различались. Визуальные количества представлялись в нескольких регионах на затылке и верху мозга, включая затылочную, теменную и фронтальную области. Слуховые количества, напротив, обнаруживались в меньших и значительно более компактных картах, главным образом в частях височной доли, связанных со слухом, и в премоторных зонах ближе к передней части мозга. Ни одна отдельная область не отвечала заметно и на визуальную, и на слуховую количественность в проверенном диапазоне, что указывает на то, что мозг сохраняет потоки сенсорной информации раздельными, используя при этом общую стратегию кодирования. Исследователи также обнаружили, что больший участок коры выделен под меньшие количества, чем под большие, и что участки, предпочитающие большие числа, имеют более широкие профили отклика, «размываясь» на более широкий диапазон соседних количеств.

Почему некоторые количества представлены острее

Различия между зрительными и слуховыми картами могут отражать то, насколько легко мы схватываем число в каждой модальности. Небольшое количество точек можно распознать почти мгновенно — это явление называется «субитизация», — тогда как сделать то же самое для коротких звуковых последовательностей гораздо сложнее. Визуальные карты были больше, демонстрировали более сильные изменения сигнала и имели более узкую настройку, что соответствует более острой и точной репрезентации. Слуховые карты были меньше, с более слабыми и широкими откликами, возможно, потому что звуки разворачиваются во времени, могут маскироваться фоновым шумом сканера и требуют кратковременного удержания в памяти. В обеих модальностях левое полушарие склонялось к выделению большего пространства под количественность с несколько более острой настройкой, чем правое, расширяя ранние наблюдения о зрительных картах числа на слуховую сферу.

Что это значит для нашего чувства числа

В целом работа показывает, что человеческий мозг использует общий популяционно‑ориентированный код для представления «сколько» в зрении и слухе, но реализует этот код в раздельных картах, специфичных для сенсорной модальности, а не в едином полностью совместном центре. Каждая карта организована так, что соседние участки ткани представляют соседние количества, при этом меньшим числам отводится больше места и они кодируются точнее, чем большим. Для неспециалиста главный вывод в том, что наше кажущееся простым чувство числа опирается на тонко структурированные, специфичные для модальности расположения в мозге, подчиненные тем же базовым правилам. Эти результаты открывают путь для дальнейших исследований о том, как такие карты развиваются у детей, как они различаются у разных людей и как мозг комбинирует визуальную и слуховую информацию о количестве в повседневной жизни.

Цитирование: 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

Ключевые слова: численность, мультисенсорное восприятие, картирование мозга, популяционное кодирование, числовая когниция