超えられない「4」：この数字を超えると、人の判断力は低下してしまうのでしょうか？

1 世紀以上もの間、科学者たちは、人間は一般に 4 個以下の物体のグループを視覚的に検査するのが得意であることを知っています。しかし、大きな数字に直面すると、数量を判断する能力は著しく低下し、推定速度が遅くなり、間違いを起こしやすくなります。

現在、科学者たちはその理由を発見しました。脳は、4つ以下の数字を評価するときと5つ以上の数字を評価するときとで異なるメカニズムを使用するのです。研究者らは17人の参加者の神経活動を記録することでこの発見をなし、脳がアイテムの数をどのように推定するかという長年の論争に決着をつけた。関連する研究結果は最近、Nature Human Behavior に掲載されました。

「この発見は、思考の本質に関する人々の理解と密接に関係している。」米国のジョンズ・ホプキンス大学児童発達研究所の共同所長で心理学者のリサ・ファイゲンソン氏は、根本的にはこれは心理的構造の問題であり、つまり人間の思考の礎は何かという問題だと考えている。

大きな数字を推定する人間の能力の限界は、何世代にもわたって科学者を困惑させてきました。 1871年、経済学者で論理学者のウィリアム・スタンレー・ジェヴォンズは、ネイチャー誌に計数能力に関する調査結果を発表し、少なくとも一部の人々にとって、5という数字は完全に認識できる限界を超えていると結論付けました。

一部の研究者は、脳は大きな数字に対してはあまり正確ではない単一の推定システムを使用していると考えています。他の研究者は、脳が物体を定量化するために 2 つの別々の神経系を使用するため、パフォーマンスの違いが生じるという仮説を立てています。しかし、実験ではどの記述が正しいのかを判定できなかった。

上記の問題に対処するため、ドイツのボン大学病院は、17 人の参加者を対象に、覚醒状態の人の脳内の単一ニューロンの活動を記録する観察実験を実施しました。

研究者たちは、0から9までの点の画像を半秒間画面に表示し、参加者に奇数と偶数のどちらが見えるかを尋ねました。予想通り、参加者は4つ以下の点を見たときの方がはるかに正確な回答をしました。

研究者たちは以前から、量に関連する特殊なニューロンが存在することを知っていました。いくつかのニューロンは 1 つのオブジェクトが現れたときに発火し、他のニューロンは 2 つのオブジェクトが現れたときに発火します。

参加者の神経活動を分析したところ、4以下の数字を担当するニューロンは、好みの数字に対して非常に特異的かつ選択的に反応することが分かりました。しかし、5から9を担当するニューロンは、好みの数字だけでなく、近くの数字にも強く反応しました。

「これらのニューロンが好む数が多くなるほど、特定の選択性は低くなる」と、ドイツのテュービンゲン大学の動物生理学者で、この研究の責任著者であるアンドレアス・ニーダー氏は述べた。たとえば、数字「3」に特有のニューロンは数字「3」にのみ反応しますが、数字「8」を好むニューロンは数字「8」に加えて「7」と「9」にも反応します。したがって、より多くのオブジェクトを定量化しようとすると、間違いが発生する可能性が高くなります。

これは、脳内に 2 つの異なる「数値システム」が存在することを示唆しています。ニーダー氏は、脳には推定メカニズムが 1 つしかないとそれまで信じていたため、これに非常に驚きました。 「本当にそのような境界線があるとは信じがたいが、データを見るとこの結論を受け入れざるを得ない」と彼は語った。

「この発見は非常に興味深い」とフェイゲンソン氏は述べ、物体の数を推定する心理的システムが2つあることを示す行動研究からの新たな証拠を提供していると付け加えた。