地球与环境 2022-01-17 12:24

大约十年前,一项突破性的研究发现,小学生不仅能感知光线。现在,《自然通讯》的一项新研究发现,它们可以感知一个人视野内物体的数量。

我们用来感知数量的机制位于我们的瞳孔中。这是悉尼大学心理学院与比萨大学和佛罗伦萨大学(意大利)合作进行的一项研究的结果,最近发表在《自然通讯》上。

“当我们环顾四周时,我们会自发地感知场景的形式、大小、运动和颜色。同样自发地,我们感知到面前物品的数量。这种能力和大多数其他动物一样,是一种进化基础:它能立即揭示重要的数量,比如树上有多少苹果,或者有多少敌人正在攻击,”合著者、悉尼和佛罗伦萨大学的大卫·伯尔教授说。

心理学学院的伯尔教授说,有关数字的信息是如此重要,以至于大多数物种都有专门的“数字意识”。

鉴于自发感知数量的重要性,科学家们提出,是否可以通过一种原始的、自动的生理反应来揭示这一点。

瞳孔的光反射可能是最自动的生理反应:它在光线下收缩,在黑暗中扩张。“我们实验室最近的研究表明,瞳孔的大小也受到认知和感知因素的影响,”来自比萨大学的资深作者保拉·宾达教授说。

A diagram encapsulating the experiment.

图1所示。

目前的研究利用了这一发现。研究人员给一组成年参与者展示的图像中有不同数量的点(18或24),这些点要么是孤立的,要么是由线连接起来的(见图1)。将这些点连接成哑铃形状,会使哑铃上的点看起来更少(尽管数目相同),这是一种众所周知的错觉。参与者被动地观察这些模式,没有特别注意其中物体的数量或任何其他属性。

尽管所有图案的像素(黑色或白色)都是一样的,但参与者瞳孔的直径根据感知到的圆点数量而变化;当感知到的数量高时,它们是最大的,当感知到的数量低时,它们是最小的。

佛罗伦萨大学的Elisa Castaldi博士说:“这一结果表明,数字信息与感知有着内在的联系。”“这可能具有重要的实际意义。例如,这种能力在计算障碍症(一种数学学习的障碍)中受到损害,所以我们的实验可能有助于早期识别非常年幼的儿童的这种情况。这很简单:受试者只是看着屏幕,没有做出任何主动反应,他们的瞳孔反应是远程测量的。”

Anto<em></em>nella Pomè, Paola Binda and David Burr working at the Orzo Bruno (Brown Barley) pub in Pisa

由于新冠肺炎疫情的限制,研究人员间歇性地在酒吧工作。从左至右:Antonella Pomè, Paola Binda和David Burr在比萨的Orzo Bruno (Brown Barley)酒吧工作。


这项研究结果来自悉尼大学、比萨和佛罗伦萨大学以及比萨国家研究委员会之间的卓越网络。这项研究由欧洲研究委员会的两项拨款资助,一项是居里夫人奖学金,一项是ARC发现拨款。