《Scientific Reports》：The neural basis of intuitive approximate number system in board game Go (Baduk) experts
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為探究近似數字系統（ANS）是高級計算能力的前體還是獨立認知功能，研究人員以專業圍棋選手為對象，用 fMRI 研究其 ANS 的神經關聯。結果發現任務難度不同，激活腦區有差異，且小腦激活與訓練時長有關。該研究為理解數值認知提供新視角。
在數字的奇妙世界里，我們每天都會與各種數字打交道。但你有沒有想過，人類對數字的認知能力究竟從何而來？剛出生的嬰兒，還不懂得語言和數字符號，卻能對物體數量有個模糊的感知；動物們也似乎具備這樣估算數量的能力�？茖W家們把這種不依賴精確計數和符號表征就能估算、比較數量的能力，叫做近似數字系統（ANS） 。一直以來，學界對于 ANS 充滿了疑問：它到底是通向復雜數學運算的 “墊腳石”，借助大腦皮層的廣泛區域發揮作用；還是一種獨立自主、憑借直覺就能運作，無需復雜計算的認知功能呢？這就像一團迷霧，吸引著眾多研究者去探索。
在探尋 ANS 奧秘的道路上，圍棋這種古老的棋類游戲，為科學家們提供了獨特的研究視角。圍棋起源于東亞，在 19×19 的棋盤上，黑白雙方你來我往，通過巧妙布局，占領更多的 “領土”。專業的圍棋選手擁有一項神奇的技能，他們能在瞬息之間，不經過精確計算，就對棋盤上的 “領土” 大小做出判斷。這種能力與 ANS 密切相關，使得圍棋選手成為研究 ANS 的絕佳對象。
來自韓國多所高校（包括慶北國立大學醫學院、首爾國立大學醫學研究中心、漢陽大學等）的研究人員組成團隊，決心揭開圍棋高手 “數字直覺” 背后的神經奧秘。他們開展了一項針對專業圍棋選手的研究，利用功能性磁共振成像（fMRI）技術，觀察選手們在進行近似數字判斷任務時大腦的活動情況。研究成果發表在《Scientific Reports》上，為我們理解數字認知的神經機制帶來了新曙光。
在研究方法上，研究人員首先招募了 23 名專業圍棋選手和 20 名年齡、性別、利手性和智商相匹配的健康對照者 。參與者需要完成一項基于圍棋棋盤的視覺決策任務，在任務中，他們會看到兩個不同 “領土” 大小的圍棋棋盤，然后判斷哪個棋盤的 “領土” 更大。這個任務分為簡單和困難兩個難度級別，簡單任務中 “領土” 差異明顯，而困難任務中差異微小。研究人員利用 3T 西門子 Trio MRI 掃描儀采集參與者的大腦 BOLD 信號，之后對數據進行一系列處理和分析，包括去除噪聲、校正頭動等，以確保研究結果的準確性。
研究結果令人驚喜。在簡單任務中，專業圍棋選手大腦的右顳上回和顳中回、扣帶回中部和后部、左直回以及雙側眶回等區域活動顯著增強。而到了困難任務時，選手們大腦的右小腦（VII、VIII、IX 和 Crux II 區域 ）活動明顯增加，且右小腦的激活程度與成為專業選手所需的訓練年限呈負相關。這表明，隨著近似數字計算難度的增加，小腦在快速、準確運算中發揮著重要作用。
研究人員在討論中指出，這一發現意義重大。傳統觀念里，小腦主要與運動控制和協調相關，而進行涉及數字符號和語言處理的算術運算時，大腦頂內溝（IPS）和頂葉上部等區域才是 “主力軍”。但此次研究表明，盡管 IPS 在數字處理中作用重要，可當近似計算難度提升，小腦的激活更為顯著。這意味著小腦或許是在高認知負荷條件下，進行數字處理的一條 “秘密通道”，它能通過專門化、直覺化的運算，輔助大腦皮層完成任務。
另外，研究還發現小腦激活與訓練時長的負相關關系，有兩種可能的解釋。一方面，也許小腦的數字處理能力可以通過短時間高強度訓練得到提升；另一方面，個體天生的小腦功能差異，可能使得某些人在圍棋學習上更具天賦，能更快達到專業水平 。不過，此次研究只是橫斷面研究，未來還需要更多縱向研究加以驗證。
總的來說，這項研究揭示了小腦在高水平訓練者數字認知功能中的重要作用，為現有的數值認知理論提供了有力支持，并且拓展了我們對小腦功能的認識，讓我們看到了小腦在促進數字近似的直覺化、自動化處理方面的潛力。它就像一把鑰匙，為后續深入研究大腦數字認知的神經機制打開了新的大門，激勵著更多研究者去探索大腦這個神秘的 “宇宙”，挖掘其中更多的奧秘，進一步明晰大腦在數字認知過程中，不同區域是如何協同運作的，以及這些機制在不同人群和認知場景中的差異。
