Cómo procesa el cerebro el número cero
A pesar de su importancia para las matemáticas, hasta ahora se desconocía la base neuronal del número cero en el cerebro humano. Investigadores del Hospital Universitario de Bonn (UKB), la Universidad de Bonn y la Universidad de Tubinga han descubierto ahora que las células nerviosas individuales del lóbulo temporal medial reconocen el cero como un valor numérico y no como una categoría separada "nada". Los resultados se han publicado en la revista "Current Biology".
El concepto del número cero ha sido fundamental para el desarrollo de los sistemas numéricos y las matemáticas, y se considera uno de los logros culturales más importantes de la humanidad. "A diferencia de otros números como el uno, el dos o el tres, que representan cantidades contables, el cero significa la ausencia de algo contable y, al mismo tiempo, sigue teniendo un valor numérico", afirma el coautor del estudio, el profesor Florian Mormann, del Departamento de Epileptología de la UKB y miembro del Área de Investigación Transdisciplinar (TRA) "Vida y Salud" de la Universidad de Bonn. A diferencia de los números naturales positivos, el concepto del número cero surgió tardíamente en la historia de la humanidad, en los últimos dos milenios. Esto también se refleja en el desarrollo infantil, ya que los niños no suelen ser capaces de comprender el concepto de cero y las reglas aritméticas asociadas hasta alrededor de los seis años.
Las neuronas señalan el número cero
Aún no se ha investigado cómo representan este concepto las células nerviosas del cerebro humano. Los investigadores de Bonn se han unido ahora a neurobiólogos de la Universidad de Tubinga para llegar al fondo de esta cuestión. Para ello, mostraron valores numéricos del cero al nueve a pacientes de neurocirugía a los que se habían insertado microelectrodos delgados como un cabello en los lóbulos temporales de la UKB como preparación para la intervención quirúrgica. Los valores numéricos se mostraban como números arábigos por un lado y como conjuntos de puntos por otro, incluido un conjunto vacío. "Mientras tanto, pudimos medir la actividad de células nerviosas individuales y encontramos neuronas que señalaban el cero", explica Esther Kutter, primera autora del estudio. "Tales neuronas respondían al número arábigo cero o al conjunto vacío, pero no a ambos".
El número cero es un valor numérico para las neuronas
En ambos casos, se produjo un efecto de distancia numérica en el que las neuronas reaccionaron de forma más débil, pero medible, también al número vecino uno. "Así pues, a nivel neuronal, el concepto de cero no se codifica como una categoría separada "nada", sino como un valor numérico integrado con otros valores numéricos contables en el extremo inferior de la línea numérica", afirma el Prof. Dr. Andreas Nieder, del Instituto de Neurobiología de la Universidad de Tubinga, y añade el Prof. Mormann: "A pesar de esta integración, el conjunto vacío se codifica de forma diferente a otros números a nivel de la población neuronal, especialmente en el caso de los conjuntos de puntos. Esto podría explicar por qué el reconocimiento del conjunto vacío también lleva más tiempo a nivel conductual que en el caso de otros números pequeños." Para los números arábigos, sin embargo, no se encontró este efecto ni a nivel neuronal ni conductual. A partir de esto, los investigadores reconocen la importancia de las representaciones simbólicas, por ejemplo a través de los números arábigos, para la integración del número cero en la recta numérica en el cerebro humano.
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