空間数的連想のための生物学的基盤：脳の非対称周波数チューニング

A biological foundation for spatial-numerical associations: the brain's asymmetric frequency tuning.

• Arianna Felisatti
• Jochen Laubrock
• Samuel Shaki
• Martin H Fischer

抄録

"左」と「右」の座標は、私たちの空間的な行動を制御し、抽象的な思考にも影響を与える。数の概念については、水平空間数的連想（SNA）が広く文書化されている：我々は左と少数を関連付け、右と多くの。重要なことは、前言語を持つヒトや非ヒト動物においても、増分は普遍的に右側にコード化されていることであり、読書や指の数を数えるといった方向性の文化的習慣の根本的な役割を疑問視していることである。ここで、我々は、異なる空間周波数（SF）に対する動物の脳の非対称的なチューニングに基づいて、SNAの起源のための生物学的な非数値的なメカニズムを提案する。その結果、選択的な視覚処理は、普遍的なSNAとその文脈依存性の両方を予測する。我々は、新生児のSNAを記録するために使用される刺激を分析し、そのSFの内容を分析することによって、我々の提案を支持する。その結果、脳の右半球と左半球がそれぞれ優先的に関与していることが明らかになりました。我々の「脳の非対称周波数チューニング」仮説は、非記号的な視覚数値の水平SNAの知覚起源を説明するものであり、聴覚領域にも拡張可能である可能性がある。

"Left" and "right" coordinates control our spatial behavior and even influence abstract thoughts. For number concepts, horizontal spatial-numerical associations (SNAs) have been widely documented: we associate few with left and many with right. Importantly, increments are universally coded on the right side even in preverbal humans and nonhuman animals, thus questioning the fundamental role of directional cultural habits, such as reading or finger counting. Here, we propose a biological, nonnumerical mechanism for the origin of SNAs on the basis of asymmetric tuning of animal brains for different spatial frequencies (SFs). The resulting selective visual processing predicts both universal SNAs and their context-dependence. We support our proposal by analyzing the stimuli used to document SNAs in newborns for their SF content. As predicted, the SFs contained in visual patterns with few versus many elements preferentially engage right versus left brain hemispheres, respectively, thus predicting left-versus rightward behavioral biases. Our "brain's asymmetric frequency tuning" hypothesis explains the perceptual origin of horizontal SNAs for nonsymbolic visual numerosities and might be extensible to the auditory domain.

© 2020 The Authors. Annals of the New York Academy of Sciences published by Wiley Periodicals LLC on behalf of New York Academy of Sciences.