Tutkijat ovat havainneet, että tietyt aivojen neuronit käsittelevät nollaa itsenäisenä numerona. Mutta mitä todella tapahtuu päässämme?
Neurokirurgisten potilaiden tutkimukset ovat mahdollistaneet neuronitoiminnan mittaamisen numeeristen ärsykkeiden edessä. Tulokset osoittavat, että nolla, kaukana yksinkertaisesta poissaolosta, aktivoi aivojen erityisiä alueita.
Potilaat altistettiin nollan symbolisille esityksille (arabialainen numero "0") ja ei-symbolisille esityksille (tyhjät pistejoukot). Neuronaalisesti vastaukset vaihtelivat sen mukaan, esitettiinkö nolla numerona vai tyhjänä joukkona. Jotkut hermosolut reagoivat vain symboliseen nollaan, kun taas toiset vain ei-symboliseen versioon. Tämä osoittaa, että käsittely vaihtelee sen mukaan, miten nolla havaitaan.
Nolla on siis integroitu aivojen numeeriseen linjaan, mutta hienovaraisilla vivahteilla. Itse asiassa tietyt neuronit ilmoittavat ei vain nollasta, vaan myös viereisistä numeroista kuten "1", vaikka heikommalla signaalilla.
Nollan tunnistamisen hitaus viittaa erityiseen kognitiiviseen monimutkaisuuteen. Tämä käsittely näyttää vaativan enemmän neuronitoimintaa kuin muiden numeroiden, todennäköisesti nollan abstraktin luonteen ja aivojen vaikeuden tulkita määrän puuttumista numeerisena arvona vuoksi.
Nämä havainnot avaavat näkökulmia siihen, miten aivomme jäsentävät matemaattisia käsitteitä. Ne voisivat myös selittää joidenkin lasten tai aikuisten vaikeuksia hallita tätä erityistä numeroa.
Miksi aivot reagoivat eri tavalla symboliseen ja ei-symboliseen nollaan?
Aivot havaitsevat nollan kahdessa päämuodossa: symbolisena (numero "0") ja ei-symbolisena (tyhjät joukot). Tämä erottelu on oleellinen, koska jokainen muoto aktivoi erilaisia neuroneita. Neuronit, jotka reagoivat symboliseen nollaan, käsittelevät numeroa tietona, joka on jo koodattu tavallisissa kognitiivisissa järjestelmissämme.Sen sijaan ei-symbolinen nolla, kuten tyhjät pistejoukot, mobilisoi enemmän neuronivaroja. Aivot tarvitsevat enemmän aikaa tämän visuaalisen poissaolon käsittelyyn, koska niiden on tulkittava konkreettinen tyhjyys ja integroitava se laskettavien määrien linjaan. Tämä erottelu paljastaa nollan käsitteen abstraktin luonteen.
Neuroscientistit selittävät tätä ilmiötä "ei-minkään" liittyvän aistimisen puutteella. Aivot, jotka on suunniteltu reagoimaan konkreettisiin ärsykkeisiin, joutuvat käsittelemään "tyhjää määrää" numeerisena arvona, mikä vaatii korkeaa kognitiivista abstraktiota.
Kuinka nollan käsite on integroitu ihmiskunnan historiaan ja kognitiiviseen kehitykseen?
Nolla on suhteellisen uusi käsite ihmiskunnan historiassa. Se ilmestyi noin kaksi vuosituhatta sitten, paljon sen jälkeen, kun ensimmäiset luonnolliset kokonaisluvut kehitettiin. Sen käyttöönotto merkitsi käännekohtaa matematiikassa ja filosofiassa, mahdollistaen merkittäviä edistysaskelia, kuten algebra ja differentiaalilaskenta.Kognitiivisella tasolla lapset ymmärtävät yleensä nollan vasta kuuden vuoden iässä. Tämä prosessi vaatii merkittävää neurologista kehitystä. Lapsen on ymmärrettävä, että nolla on pienempi kuin yksi, mutta myös, että nolla on abstrakti käsite, joka edustaa määrän puuttumista.
Nollan kehitys ihmismielessä on monimutkainen prosessi. Se heijastaa mielen kykyä käsitellä abstrakteja käsitteitä, joilla ei ole suoraa vastinetta aistimellisessa kokemuksessa.