Идеята за нула: Мозъчните импланти разкриват как мозъкът ни се справя с нищото

Какво се случва, когато не мислим за нищо? И нямаме предвид някакво медитативно състояние; говорим за математика – и се оказва. че да мислиш за нула, е необходима много мозъчна енергия.

И така. Нулата е странно число. „За разлика от други числа, като 1, 2 или 3, които представляват преброяеми величини, нулата означава отсъствие на нещо преброимо“, казва в изявление Флориан Морман, изследовател в Катедрата по епилептология в Университетската болница в Бон и в Трансдисциплинарния изследователски отдел „Живот и здраве“ в Университета в Бон.

Но „в същото време тя все още има числова стойност.“

С други думи, нулата е едновременно и число, и не е – което я прави малко по-трудна за възприемане от психологическа гледна точка. Откриването ѝ преди поне две хилядолетия често се смята за едно от най-важните постижения на човечеството и само за няколко нечовешки животни е доказано, че се доближават дори до нашето разбиране за нея.

И не само в развитието на човечеството като цяло нулата се появява със закъснение – това става и при хората индивидуално. Обикновено децата разбират правилно понятието едва на около шестгодишна възраст, след като са преодоляват редица неврологични препятствия. Последните два етапа включват разбирането, че нулата е по-малка от единица и че тя може да бъде представена чрез символ.

Звучи очевидно, но не е: „Когато попитате детето кое число е по-малко – нула или единица, то често мисли, че единицата е най-малкото число“, казва пред Vox през 2018 г. Елизабет Бранън, невролог от Университета Дюк, която не е участвала в новото изследване. „Трудно е да се научи, че нулата е по-малка от единицата.“

Всъщност дори възрастните могат да имат затруднения с нулата – което подсказва, че се случва нещо характерно от неврологична гледна точка, когато мислим за нея. Но какво?

„Въпреки важността й в математиката, невронната основа на нулата в човешкия мозък е неизвестна“, обясняват изследователите. „Проведохме записи на отделни единични неврони при пациенти с неврохирургични заболявания, докато те боравят с несимволни представяния на числа (където числата са представени чрез точки), включително празно множество, и символни числа (арабски цифри), включително цифрата нула.“

Показвайки на пациентите, на които са били поставени микроелектроди в темпоралните лобове при подготовката им за операция, различни представяния на нулата, „успяхме да измерим активността на отделните нервни клетки“, казва първият автор Естер Кутер, изследовател в Института по невробиология към Университета в Тюбинген и в Катедрата по епилептология към Университетската болница в Бон. „Всъщност открихме неврони, които сигнализираха нула.“

Но не е толкова просто: тези неврони, открива екипът, „реагират или на арабската цифра нула, или на празното множество“, обяснява Кутер, „но не и на двете“.

Което, изглежда, не е съвсем изненадващо. Известно е, че невроните възпламеняват както символични, така и несимволични представяния на цели положителни числа – това, че същото би трябвало да важи и за нулата, само „разширява предишните открития“ в тази посока, пише екипът.

Всъщност те дори откриват доказателства за ефекта на съпоставяне, когато пациентите разглеждат нулата в сравнение с представите за цели числа – което означава, че „на невронно ниво понятието за нула не е кодирано като отделна категория „нищо“ – обяснява Андреас Нидер, изследовател от университета в Тюбинген и един от съавторите на статията, – а като числова стойност, интегрирана с други, преброяеми числови стойности“.

Накратко, изглежда, че в повечето случаи мислим за нулата по същия начин, както за другите цели числа. Важното обаче е, че нещата не са идентични – и изглежда, че има един доста поразителен начин, по който мозъците ни реагират на нулата по различно, отколкото на естествените числа: те използват много повече неврони.

Изследователите установяват, че представите за нула задействат повече неврони, отколкото всяко друго едноцифрено число – и това може би е причината, поради която това число ни създава проблеми.

„Празното множество се кодира по различен начин от другите числа на ниво неврони, особено в случая на точковите множества“, обяснява Морман. „Това би могло да обясни защо разпознаването на празното множество отнема повече време и на поведенческо ниво, отколкото при други малки числа.“