Bazı yönleriyle sıfır sayısı, sayı doğrusundaki diğer sayılarla aynı işlevi görür. Ancak yeni bir araştırma, zihnimizin “yokluğu” simgeleyen bu işareti diğerlerinden farklı algılayabileceğini öne sürüyor.
Sıfır sayısı birçok açıdan tuhaf bir kavramdır. Yoklukla tanımlanan bir nicelik olarak var olur. Üstelik kültürel tarihimizde görece yakın bir dönemde ortaya çıkmıştır. Bir yandan “sıfıra bölme” gibi paradokslara yol açarken, diğer yandan matematiğin temel taşlarından birini oluşturur.
Beyin için de sıfır sayısını kavramak zordur. Çocukların sıfırı anlaması ve kullanması, diğer sayılara göre daha uzun zaman alır. Yetişkinler için de sıfırı okumak, küçük sayıları okumaktan daha uzun sürer. Bunun nedeni, sıfırı anlayabilmek için zihnimizin “yokluk”tan bir “varlık” üretmesi gerekmesidir. Yani, yokluğu matematiksel bir nesne olarak tanıması gerekir.
Son yıllarda yapılan nörobilimsel araştırmalar, beynin sayıları nasıl temsil ettiğini anlamaya yönelik önemli ilerlemeler kaydetti. Ancak sıfırla ilgili sinirsel işleyiş uzun süre ihmal edildi. Bu eksikliği gidermek amacıyla, iki bağımsız araştırma yürütüldü.
Bunlardan biri Benjy Barnett (University College London), diğeri ise Andreas Nieder (Tübingen Üniversitesi) öncülüğünde gerçekleştirildi. Her iki çalışma da beynin sıfırı, diğer sayılar gibi zihinsel bir sayı doğrusu üzerinde kodladığını ortaya koydu. Ancak özellikle Nieder’in çalışması, sıfırın diğer sayılara kıyasla beyinde daha ayrıksı ve özel bir temsile sahip olduğunu gösterdi.
Beynimiz Sıfırı Nasıl Anlamlandırıyor?
Barnett’in dikkatini çeken asıl konu, sıfırdan çok önce “yokluk” kavramıydı. Bilinç ve algı üzerine yapılan araştırmalar, genellikle beynin çevremizde bir şeyler olduğunda nasıl tepki verdiğine odaklanır. Oysa Barnett, zihnimizin bir şeyin orada olmadığını fark ettiğimiz anlara da güçlü tepkiler verdiğini savunuyordu.
Örneğin, anahtarınızı her zaman bıraktığınız masada bulamadığınızda, yalnızca bir nesnenin eksikliğini değil, aynı zamanda onun yokluğunu da deneyimlersiniz. Bu da beyinde temsil edilmektedir. Önceleri, bu tür yoklukların yalnızca nöronların ateşlenmemesiyle ifade edildiğini kabul etmişti. Ancak yeni araştırmalar, beynin yokluğu da özgün sinirsel desenlerle aktif biçimde kodladığını gösteriyor.
Barnett, sıfır kavramını anlamak için 24 katılımcı ile bir çalışma yürüttü. Katılımcılar, sıfırla ilgili görevler yaparken magnetoensefalografi (MEG) cihazına bağlandı. Bu cihaz, nöronların elektriksel aktivitelerinden kaynaklanan manyetik alanları ölçerek, beynin hangi bölgesinin hangi kavrama nasıl tepki verdiğini gösterebiliyor.
Araştırmada “sayısal uzaklık etkisi” üzerine odaklanıldı. Bu fenomene göre, beyin sayı doğrusu üzerinde birbirine yakın sayıları ayırt etmekte zorlanırken, birbirinden uzak sayıları daha kolay ayırt edebiliyor. Örneğin, 6 ile 9’u ayırt etmek, 6 ile 7’yi ayırt etmekten daha kolaydır. Barnett ve danışmanı Stephen Fleming, sıfırın da bu etkiyi gösterdiğini buldu. Bu da sıfırın beyin tarafından diğer sayılarla benzer şekilde işlendiğini gösteriyordu.
Neden Sıfır Sayısı Diğer Sayılardan Farklıdır?
Andreas Nieder ise epilepsi hastaları üzerinde çalışan nörofizyolog Florian Mormann ile birlikte çalıştı. Bu hastaların beyinlerine tedavi amaçlı yerleştirilen elektrotlar sayesinde, araştırmacılar tekil nöronların aktivitelerini doğrudan ölçtü. Hastalar sayı odaklı görevler yaparken, beyinlerinin belirli bölgelerinde hangi nöronların nasıl tepki verdiği araştırıldı.
Başlangıçta sıfır dışındaki sayılara odaklandılar ve büyük sayıların, küçük sayılara kıyasla beyinde farklı şekilde işlendiğini buldular. Daha sonra verileri yeniden analiz ederek yalnızca sıfıra odaklandılar. Sonuçlara göre, sıfır da tıpkı diğer sayılar gibi “sayısal uzaklık etkisi” sergiledi.
Ancak Nieder’in verileri, sıfırın diğer küçük sayılara kıyasla beyinde daha yoğun temsil edildiğini de gösteriyordu. Diğer küçük sayılara göre daha fazla nöron sıfıra özgü tepki veriyordu. Bu da beynin sıfırı — yani boşluğu — daha kesin şekilde temsil edebildiği anlamına geliyor.
İki araştırmacı, birbirlerinin çalışmalarını inceledikten sonra, bulgularının aslında birbirini tamamladığı konusunda hemfikir oldular. Aralarındaki farkın büyük olasılıkla kullanılan ölçekten kaynaklandığını belirttiler: Barnett’in çalışması büyük nöron topluluklarına odaklanırken, Nieder’in çalışması tekil nöronlara bakıyordu.
Tüm araştırmacılar, bu çalışmaların beynimizin sıfırı nasıl işlediğini anlamak açısından yalnızca bir başlangıç olduğunu kabul ediyor. Ayrıca bu farklı işleyiş biçimlerinin nasıl birleştirileceği de hâlâ açık bir soru. Örneğin, hiçbir araştırma grubu “sıfır” kelimesinin yazılı hâlinin beyinde nasıl işlendiğini incelemedi.
Sonuç Olarak;
Nieder, sayıların sinirsel temsiline dair çalışmalarına devam etmeyi planlıyor. Barnett ise odağını sıfırdan çok “yokluk” kavramına kaydırmış durumda. Eğer sıfır ile yokluğun beyinde benzer şekilde temsil edildiği gösterilebilirse, bu durum Nieder’in teorisini destekleyecektir. Sıfır sayısı, aslında “hiçbir şey”in “bir şey” olarak kavramsallaştırılması sürecinden doğmuş olabilir.
Kaynaklar ve İleri Okumalar
- How the Human Brain Contends With the Strangeness of Zero | Quanta Magazine ; Yayınlanma tarihi: 18 Ekim 2024
- Esther F. Kutter et al. Single-neuron representation of nonsymbolic and symbolic number zero in the human medial temporal lobe. Current Biology ; doi: https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.08.041
- Benjy Barnett & Stephen M. Fleming, Symbolic and non-symbolic representations of numerical zero in the human brain. Current Biology ; doi: https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.06.079
Matematiksel
