Comment le cerveau traite le chiffre zéro
Malgré son importance pour les mathématiques, la base neuronale du chiffre zéro dans le cerveau humain était jusqu'à présent inconnue. Des chercheurs de l'hôpital universitaire de Bonn (UKB), de l'université de Bonn et de l'université de Tübingen ont découvert que les cellules nerveuses individuelles du lobe temporal médian reconnaissent le zéro comme une valeur numérique et non comme une catégorie distincte "rien". Les résultats ont été publiés dans la revue "Current Biology".
Le concept du chiffre zéro a joué un rôle central dans le développement des systèmes numériques et des mathématiques et est largement considéré comme l'une des réalisations culturelles les plus importantes de l'humanité. "Contrairement à d'autres nombres tels que un, deux ou trois, qui représentent des quantités dénombrables, le zéro signifie l'absence de quelque chose de dénombrable tout en ayant une valeur numérique", explique le coauteur Florian Mormann du département d'épileptologie de l'UKB, qui est également membre du domaine de recherche transdisciplinaire (TRA) "Life & Health" de l'université de Bonn. Contrairement aux nombres naturels positifs, le concept de zéro n'est apparu que tardivement dans l'histoire de l'humanité, au cours des deux derniers millénaires. Cela se reflète également dans le développement de l'enfant, qui n'est généralement capable de comprendre le concept de zéro et les règles arithmétiques associées que vers l'âge de six ans.
Les neurones signalent le chiffre zéro
La manière dont ce concept est représenté par les cellules nerveuses du cerveau humain n'a pas encore été étudiée. Les chercheurs de Bonn se sont associés à des neurobiologistes de l'université de Tübingen pour répondre à cette question. Pour ce faire, ils ont montré des valeurs numériques allant de zéro à neuf à des patients neurochirurgicaux chez qui des microélectrodes fines avaient été insérées dans le lobe temporal à l'UKB en vue d'une intervention chirurgicale. Les valeurs numériques étaient représentées sous forme de chiffres arabes d'une part, et sous forme de séries de points d'autre part, y compris une série vide. "Pendant ce temps, nous avons pu mesurer l'activité de cellules nerveuses individuelles et nous avons trouvé des neurones qui signalaient le zéro", explique Esther Kutter, premier auteur de l'étude. "Ces neurones réagissaient soit au chiffre arabe zéro, soit à l'ensemble vide, mais pas aux deux.
Le chiffre zéro est une valeur numérique pour les neurones
Dans les deux cas, il y a eu un effet de distance numérique dans lequel les neurones ont réagi plus faiblement, mais de manière mesurable, au chiffre un voisin. Ainsi, au niveau neuronal, le concept de zéro n'est pas codé comme une catégorie distincte "rien", mais comme une valeur numérique intégrée à d'autres valeurs numériques dénombrables à l'extrémité inférieure de la ligne des nombres", explique le professeur Andreas Nieder de l'Institut de neurobiologie de l'université de Tübingen, et le professeur Mormann ajoute : "En dépit de cette intégration, l'ensemble vide n'est pas considéré comme une valeur numérique : Mormann ajoute : "Malgré cette intégration, l'ensemble vide est codé différemment des autres nombres au niveau de la population neuronale, en particulier dans le cas des ensembles de points. Cela pourrait expliquer pourquoi la reconnaissance de l'ensemble vide prend également plus de temps au niveau comportemental que pour d'autres petits nombres". Pour les chiffres arabes, en revanche, cet effet n'a été constaté ni au niveau neuronal ni au niveau comportemental. Les chercheurs reconnaissent ainsi l'importance des représentations symboliques, par exemple à travers les chiffres arabes, pour l'intégration du chiffre zéro sur la droite numérique dans le cerveau humain.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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