香港中文大学（中大）医学院柯亚教授及香港城市大学（城大）容永豪教授两位神经科学专家共同领导一项研究，透过大鼠实验突破性地发现动物拥有理解数字的能力（即「数感」），为研究人类理解数字能力和相关障碍的神经科学基础，提供了关键的动物模型。

研究团队通过采用崭新的数字学习任务、脑活动干预技术和人工智能模型，开发了一种创新方法，解决关於大鼠是否具有数感的争论。研究结果揭示了数感背后的机制，详细内容已於著名跨学科期刊《科学进展》发表。

数感与生存和智力息息相关

数感是动物感知世界的基本能力，以增加其生存机会。数感也是一种重要的认知能力，对学习数学至关重要，更是人类智力的标志。约有3%至7%的人患有计算障碍（dyscalculia），这是一种影响学习算术和数学能力的学习障碍，数感缺陷是主要症状之一。

拥有数感的人能够比较、估计和操作非符号数量，它与「大小感」不同，后者指的是一组物件固有的连续维度，例如视觉物体的面积或声音脉冲的持续时间。要评估动物的数感和大小感是否独立存在，本身是一道极具挑战的难题，科学界亦一直在争论到底大小感或数感才是动物更基本的认知能力。

研究证实大鼠脑内有特定区域处理数字

研究团队在是次数感测试中将大小感的影响减至最低，并进行了相当细致的定量分析，以确定数感和大小感在认知中的相对贡献。他们开发了一种演算法，使动物接受刺激时只集中关注数字，并最大程度地减少其他干扰因素。这将有助於科学家更好地了解动物如何感知和量化数字。

研究显示，在接受代表两个或三个数字的声音脉冲训练情况下，本身对数字没有任何认知的大鼠能够发展出数感。即使受到声音长度信息的影响，大鼠在为了获取食物奖励时始终专注於声音的数量。

城大赛马会动物医学及生命科学院副院长兼认知神经科学讲座教授容永豪教授说：「我们的研究有助於剖析大小和数量处理之间的关系。我们发现当阻断大鼠大脑中特定的后顶叶皮质时，它们的数字理解能力会受到影响，但大小感如常。这表明大脑有一个特定的区域处理数字。事实上，这是科学家首次证明大鼠在单一测试中具有区分和分辨三个不同数字的能力，超越了单纯的数量比较。」

中大医学院生物医学学院柯亚教授对於是次研究发现亦感到鼓舞。她说：「这项研究不仅解开多年来关於大脑如何处理数字的谜团，更为研究动物处理数字所涉及的具体神经路径，以及与数学能力相关的基因，提供有力基础。此外，神经网络模型的研究结果在人工智能领域具有实际应用价值。日后，当我们对大脑处理数字的机制有更深入理解后，或可开发针对数感缺陷人士的干预措施。」

容永豪教授及柯亚教授为是次研究的通讯作者，研究团队另包括中大学者梁拓博士、彭荣超博士、容康林先生及李佳欣女士。

来自中大的研究团队成员包括（左起）容康林先生、梁拓博士，及研究通讯作者、中大医学院生物医学学院柯亚教授。

研究另一通讯作者、城大赛马会动物医学及生命科学院副院长兼认知神经科学讲座教授容永豪教授。