İnsan beyni birçok konuda hala gizemini çözemediğimiz bir organ. Ve şüphesiz bu gizemlerden birisi de beynimizin sayıları algılama biçimidir. Bu nedenle de sinir bilimciler beynimizin sayıları nasıl algıladığını ve neden küçük sayıları algılamada daha iyi olduğumuzu anlamaya çalışıyorlar.
150 yıldan daha uzun bir süre önce ekonomist ve filozof William Stanley Jevons, 4 rakamı hakkında ilginç bir şey keşfetti. Zihnin sayıları nasıl algıladığını düşünürken bir avuç fasulyeyi bir kutuya attı. Sonra kutudaki fasulyelere hızlıca bakıp kaç tane olduğunu tahmin etmeye çalıştı. Yaklaşık 1000 tane deneme yaptıktan sonra bir model fark etti. Kutuda eğer 4 veya daha az fasulye varsa her zaman doğru tahmin ediyordu. Fakat 5 veya daha fazla fasulye olduğunda tahminlerinin yanlış çıkma olasılığı artıyordu.
Jevons’ın 1871’de yaptığı bu deney, aslında insan beyninin sayıları algılama şeklinin temelini oluşturuyordu. Çünkü Jevons’ın deneyinde belirli bir sınırdan sonra beynimiz sayıları algılamada farklı davranmaya başlıyor gibi görünüyordu. Ve elbette bu durum, neden bir sınır olduğu konusunda uzun sürecek bir tartışmaya yol açtı.
Fakat yakın zamanda yapılan bir çalışma, insan beyninin neden küçük sayıları daha kolay algıladığı ve 4 rakamının neden insan beyni için bir eşik değer olduğu konularını aydınlatıyor. O nedenle gelin bu yazımızda biz de beraber bu sorulara yanıt aramaya çalışalım.
Beynimiz Sayıları Nasıl Algılıyor?
Az önce de bahsettiğimiz üzere yeni yapılan bir çalışma, insan beyninin çok sayıdaki nesneyi işlemek için 2 ayrı yol kullandığını belirtiyor. Yani beynimiz 4 ve daha az sayıdaki nesne için ayrı, 5 ve daha fazla sayıdaki nesne için ayrı bir sistem kullanıyor. Peki beynimiz 4 ve 5’in ne olduğunu biliyor mu ki?
Bu noktada da karşımıza 2018 yılında yine aynı bilim insanlarının yaptığı başka bir çalışma çıkıyor. Tübingen Üniversitesi’nde nörobiyolog olan Andreas Nieder ve ekibi bu çalışmalarında insan beyninin her sayıdan sorumlu nöronlarının olduğunu ve belli nöronların belli miktarlara yanıt olarak ateşlendiğini göstermişlerdi. Örneğin bazı bulgulara göre bazı nöronlar, kişi 2 tane nesne gördüğünde ateşleniyordu. Ya da bazı nöronlar 3 nesne için ateşleniyordu.
Peki sizce beynimiz neden sayılar için özel nöronlar evrimleştirmiştir dersiniz? Ki bu sadece insana özgü bir olay da değildir. Çünkü maymunlar, arılar, balıklar, kargalar ve diğer hayvanlarda da sayı duygusu bulunmaktadır. Ancak şunu karıştırmamak gerekir. Sayı duygusu ile sayı saymak farklı şeylerdir. Jevons’ın örneğindeki gibi belli bir çokluğu tahmin etme ile sayı sayma arasında bir bağlantı yoktur. Sayı duygusu, ana dilimizi öğrenmeden önce bile bizde var olan bir şeydir.
Sayı duygusunun ve beynin sayılara karşı ilgisinin sebebi ise çok açıktır: Hayatta kalmak. Mesela bir maymun, doğuştan gelen bu sayı duygusu sayesinde bir ağaçtaki meyve sayısını ve kaç tane maymunla bu meyveler için rekabet edeceğini hakkında bir yargıya varabilir. Veya bir bal arısı, bal yapmak için en fazla çiçeğin hangi bölgede olduğunu bilmelidir. Kısacası sayısal büyüklükleri ayırt etmek biz de dahil olmak üzere birçok canlının hayatta kalma ve üreme şansını arttırır.
Nöronların En Sevdiği Sayı: 4 Rakamını Bu Kadar Özel Kılan Ne?
Dikkat ettiyseniz yazımızın başından beri beynimizin sayıları algılayışını 4 ile 4’ten küçük sayılar ve 5 ile 5’ten büyük sayılar olarak ayırıyoruz. Ayırıyoruz çünkü beynimiz böyle bir ayrıma gidiyor. Ama neden? Bu sorunun cevabı da yine Nieder ve ekibinin yaptığı son çalışmada gizli.
Nieder ve ekibi, nöronların tek ve çift sayıları nasıl temsil ettiğini öğrenmek adına yeni bir çalışma başlattı. Çalışmalarında 17 epilepsi hastasına bilgisayar ekranında 1 ila 9 tane nokta gösterdiler. Katılımcılardan da ekranda gördükleri noktaların sayısının tek mi çift mi olduğunu söylemelerini istediler. Araştırma ekibi de o esnada katılımcıların beyin aktivitesini kaydediyordu.
Ekip daha sonra verileri analiz ederken bir şeyle karşılaştı. 4 rakamından sonra ortaya bir model çıkıyordu. 4 ve 4’ten küçük sayılar için ateşlenen nöronlar daha kesin ve doğru ateşleniyordu. Fakat 4’ten büyük sayılarda bu kesinlik gittikçe azalıyordu. Bu durum Nieder ve ekibini oldukça şaşırttı. Çünkü amaçları bu olmamasına rağmen Jevons’ın 1871’de öne sürdüğü fikri deneysel olarak doğrulamışlardı. Peki 4 rakamını bu kadar özel kılan ne?
Bir önceki bölümde sayı nöronlarından yani bazı nöronların bazı sayılara tepki olarak ateşlendiğinden bahsetmiştik. Fakat bu noktada gözden kaçırmamamız gereken bir şey var. Diyelim ki 6 tane bardak gördünüz. Beklenen şey 6 rakamını seven nöronun ateşlenmesidir öyle değil mi? İşte tek ateşlenen nöron 6’yı seven nöron değildir. 5 ve 7’yi seven nöron da 6 bardak gördüğümüzde ateşlenir.
Fark da tam bu noktadadır. 4 ve 4’ten küçük sayıları seven nöronlar birbirlerini engelleyebilirken diğer nöronlar bunu yapamaz. Yani 3 bardak gördüğümüzde hiç saymaya ihtiyaç duymadan isabetli bir şekilde tahmin yapmamızın sebebi budur. Çünkü 3’ü seven nöron, 2 ve 4’ü seven nöronun 3 bardak gördüğümüzde ateşlenmesini engeller. 5 ve daha büyük sayılarda bu mekanizma bu kadar iyi çalışmadığından yaptığımız tahminler o kadar da isabetli olmaz.
Sonuç Olarak;
Son yapılan araştırmalar Jevons’ın 1871’de ortaya attığı gibi 4 rakamının beynimiz için bir eşik değer olduğunu doğrulamaktadır. Bu da aslında neden küçük sayıları daha iyi algıladığımızı açıklıyor. Sayı 5’ten ne kadar büyükse onu anlamlandırması da o kadar zorlaşıyor. Çünkü görünüşe göre 5’ten sonra nöronlar deyimi yerindeyse hep bir ağızdan konuşup algımızın keskinliğini azaltıyor.
Fakat bahsettiğimiz bu çalışmalar hakkında çeşitli eleştiriler de mevcut. Bazı bilim insanları belki de sayı nöronları diye bir şeyin olmayabileceğini savunuyor. Bunu savunan araştırmacılar beynimizde her biri belirli kavramlara bağlantılı olan kavram nöronları olduğunu düşünüyorlar. Hatta yaptıkları ünlü bir çalışmada aktör Jennifer Aniston’ın görüntülerine doğrudan ve özel yanıt veren konsept nöronu buldular. Bu nedenle de beynimizde tıpkı Jennifer Aniston kavramına sahip olduğumuz gibi 3 rakamı kavramına da sahip olabileceğimizi düşünüyorlar.
Yine de Nieder ve ekibinin çalışmalarının heyecan verici olduğu kesin. Çünkü bunun gibi daha fazla araştırma matematik öğrenme güçlüğü olarak tanımlayabileceğimiz gelişimsel bir bozukluk olan diskalkuliyi daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.
Kaynaklar ve İleri Okumalar
- Why the Human Brain Perceives Small Numbers Better ; Bağlantı: Why the Human Brain Perceives Small Numbers Better | Quanta Magazine ; Yayınlanma tarihi: 9 Kasım 2023
- There’s a Big Difference In How Your Brain Processes The Numbers 4 And 5 ; Bağlantı: There’s a Big Difference In How Your Brain Processes The Numbers 4 And 5 : ScienceAlert ; Yayınlama tarihi: 3 Ocak 2024
- Esther F. Kutter, Andreas Nieder et al. Single Neurons in the Human Brain Encode Numbers ; Bağlantı: Single Neurons in the Human Brain Encode Numbers: Neuron (cell.com) ; doi: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.08.036
- Esther F. Kutter, Andreas Nieder et al. Distinct neuronal representation of small and large numbers in the human medial temporal lobe ; Bağlantı: Distinct neuronal representation of small and large numbers in the human medial temporal lobe | Nature Human Behaviour ; doi: https://doi.org/10.1038/s41562-023-01709-3
Matematiksel
