在《看见心灵》一书中，认知神经科学家Stanislas Dehaene利用脑图像帮助解释新发现。人类神经元如何调谐到阅读？我们尚不知道，但借助7特斯拉磁共振成像的更高分辨率，我们可以放大阅读时激活的皮层区域。图像显示，阅读动员的是微小的专业化区域——就像面孔识别一样，一小块皮层斑块包含了高达98%完全专用于面孔的神经元。大脑充当统计学家，积累观察并用其完善内部世界模型。猴子能够理解数字概念，它们的大脑中存在对特定数量调谐的数神经元（近似）。类似的数量感存在于人类中，我们的顶叶皮层包含一个数量图。数学家的大脑使用完全不同的区域来存储数学和非数学知识：数学知识激活顶叶和颞下区，而非数学语义知识激活颞极和角回。学习数学回收了进化了数百万年的回路，但只有人类利用语言和符号的能力在其上构建了日益抽象的概念金字塔。本文节选自该书，系统解析阅读、数感、数学大脑的神经基础以及遗传与教育的影响。
一、阅读的大脑：作为统计学家
| 发现 | 描述 |
|---|---|
| 阅读动员微小专业化区域 | 像面孔识别一样，一小块皮层斑块包含高达98%完全专用于面孔的神经元 |
| 语言重叠 | 双语者（英语和法语）的大脑中没有仅专用于其中一种语言的区域；两种书写系统重叠 |
| 统计调谐 | 大脑关心的是字母序列是否尊重人能阅读的语言的统计规律；在颞叶皮层，尤其是在布罗卡区，字母序列必须看起来像一个合理的单词才能激发阅读回路 |
| 结论 | 通过经验，人类神经元可能变得对书写的统计规律调谐（常见字母、常见字母对、词根，甚至整个单词） |
二、数感：动物和人类共享的近似数量感
| 发现 | 描述 |
|---|---|
| 猴子实验（Andreas Nieder和Earl Miller） | 猕猴经过训练后能很好地执行相同/不同判断任务；不能计数，但能估计物品的近似数量 |
| 数神经元 | 猕猴大脑含有对特定数量调谐的神经元（每个细胞有一个偏好数字，但调谐不是完美的——对4个对象放电最强的神经元也对3或5个对象有反应） |
| 人类 | 也能够估计数量而不计数；顶叶皮层包含一个数量图；人类海马中也发现了与猴子类似的单个神经元 |
| 其他物种 | 乌鸦中也观察到了与猴子几乎相同的数神经元；基础算术对生存如此有用，以至于许多不同的动物谱系似乎进化出了相同种类的数感回路 |
三、数学家的特殊大脑回路
| 方面 | 发现 |
|---|---|
| 数学知识存储区域 | 顶叶和颞下区（双侧半球） |
| 非数学语义知识存储区域 | 颞极和角回 |
| 数学区域的普遍存在 | 数学区域存在于我们每个人中（激活它们需要更简单的句子，如“二乘以三是多少？”） |
| 进化起源 | 这些区域与猕猴评估物品近似数量时激活的区域相同；学习数学回收了存在了数百万年的回路 |
| 人类独特性 | 只有人类利用语言和符号的能力，在这个古老基础上构建了日益抽象的概念金字塔 |
四、数学天赋的遗传基础
| 基因 | 发现 |
|---|---|
| ROBO1基因 | 等位基因调节右侧顶内区的皮层厚度；这种厚度反过来预测7-9岁之间数学成绩约10-20%的变异 |
| 右侧顶内沟 | 从出生起就存在，婴儿和新生儿在思考数字和数学时最清晰地激活该区域 |
| 其他基因 | 还有数十种其他基因也可能参与 |
| 结论 | 数学技能的部分可遗传；但基因的影响被教育的力量所掩盖 |
五、数学公式的视觉处理
| 发现 | 描述 |
|---|---|
| 数学家 vs. 非数学家 | 两者都有类似的区域用于处理场所、物体、词语或面孔 |
| 差异1 | 在数学家中，数学公式占据了颞下区的一个区域（我们所有人都用来识别数字的区域）——当闪现数字或方程时，该区域的活动几乎加倍；与顶叶皮层紧密连接；知识越多，区域越大 |
| 差异2 | 数学家显示更少的脑活动在右侧半球面孔区域（数学家是否平均而言更不擅长识别面孔？是学习效应还是遗传效应？） |
六、结论：大脑的数学潜能
人类大脑充当统计学家，积累观察并用其完善内部世界模型。数感存在于人类、猴子和乌鸦等动物中，涉及近似数量估计。学习数学回收了进化了数百万年的回路，但只有人类利用语言和符号的能力构建抽象数学。数学家的数学知识存储在顶叶和颞下区，而非数学知识存储在颞极和角回。数学天赋部分可遗传（如ROBO1基因影响右侧顶内沟皮层厚度），但教育的影响更大。数学家对数学公式的处理增强，但对面孔的处理可能减弱。
核心信息：
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阅读：动员微小专业化区域；大脑充当统计学家。
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数感：近似数量估计；存在数神经元；乌鸦也有。
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数学大脑：数学知识在顶叶+颞下区；非数学知识在颞极+角回；数学区域人人都有；回收古老回路。
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ROBO1基因：影响右侧顶内沟皮层厚度，解释10-20%数学成绩变异。
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数学公式处理：数学家颞下区活动加倍，区域更大；右侧面孔区域活动减少。
参考来源：
Dehaene, S. (2023). Seeing the Mind. MIT Press.