灵长类顶叶皮层中数字的感觉-运动转换

大脑如何把“多少”变成“做几次”

当你为一首歌拍三下手或用手指敲五下来数东西时，你的大脑会悄然将“多少”的感知转化为一连串精确的动作。本研究探讨了这种隐性转换在灵长类大脑内如何运作，揭示了简单的数量感知如何被转成动作，以及这对我们数字能力起源的启示。

给猴子的计数游戏

研究者训练了两只恒河猴进行一种手动计数游戏。先在屏幕上短暂出现一个视觉提示，表示一到五之间的某个数目，形式为一小簇点或一个学会的符号。短暂间隔后，猴子必须恰好释放把手相应次数，每次释放之间等待提示，然后注视确认点以表示它们认为已达到目标计数。因为提示间的时序在多方面有所变化，动物无法依赖节奏或简单定时技巧，必须真正记录动作的实际次数。

动物的计数能力如何

两只猴子的表现均远高于随机水平，通常能匹配要求的把手释放次数。它们的错误呈现出与人类数量估计相似的明确模式：错误最常出现在接近目标数的位置，且在处理更大数目时错误增多。换言之，区分两次和三次动作比区分四次和五次更容易。动物在面对学会的符号时通常表现略好于面对点簇，这很可能是因为点的大小、间距和排列更具变异性，增加了视觉噪声。

在大脑中找到数到动作的信号

为观察计数游戏期间的大脑活动，团队记录了位于称为腹内顶叶区的单个神经元活动，该区域是顶叶皮层的一部分，已知对所见项目数量有反应。他们发现，许多这些细胞的放电率会随猴子准备执行的动作次数而变化，而不仅仅取决于看到的视觉提示。有些细胞在动物准备执行一次动作时放电最强，另一些在两次、三次、四次或五次时响应最大，且当实际数目偏离其偏好值时响应逐渐减弱。总体来看，这些细胞群体形成了重叠的“峰状”活动，紧密反映了动物的行为及其错误模式。

追踪从观察到计划的流动

通过将机器学习工具应用于记录到的活动，研究者表明，同一群细胞在时间上携带了关于目标数的可用信息。视觉提示一出现，活动模式就开始指示所示的数字。该信号随后平滑地流入计划期——此时屏幕上没有刺激——并且仍能预测动物打算执行的动作次数。有些细胞在整个期间对某一数目保持稳定偏好，而另一些则仅短暂调谐并随时间改变其贡献。这种稳定与变化并存的模式表明，该区域既支持将数字保持在脑中，又参与将其逐步塑造成动作计划。

将大脑活动与计数错误联系起来

研究还直接将大脑信号与猴子的成功与失败联系在一起。当某个细胞的偏好数与猴子应产生的数字相匹配时，该细胞在正确试次中的活动强于出错试次。在猴子不小心多做或少做一次动作的试次中，该脑区的活动模式会以反映即将超出或不足的方式发生偏移。基于神经数据训练的分类器可以可靠地区分正确计数与这些加一或减一的错误，表明该脑区携带关于意图结果和实际结果的详细信息。

这对我们数感意味着什么

总体来看，发现表明顶叶皮层的一部分充当了感知数量与基于该数量产生动作之间的桥梁。该区域不是单纯存储数字或仅仅计划动作，而是将粗略的“多少”转化为“要做多少次”，依靠既稳定又灵活的活动模式完成这一转换。由于类似的大脑区域也参与人类的数感，这种感觉-运动的桥接可能是从敲数到更复杂的数理推理等日常行为的神经基础。

引用: 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

关键词: 数感认知, 顶叶皮层, 感觉运动, 猴子计数, 神经元