什麼樣的大腦結構智力更高?

2020-12-06 健康界

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智力是描述我們的推理、理解複雜思維、從經驗中學習，以及有效適應環境的能力。理解人類智力的生物學基礎是一項重要的科學目標。神經科學研究已經開始對人腦功能、結構和內部連接的個體差異與一般智力之間的關係展開了研究。人腦不同區域之間的相互聯繫和交流以多種方式影響著人的行為。對於較高認知能力的個體差異也是如此。近日，發表在《Human Brain Mapping》的一項研究顯示，在神經網絡中，較聰明人的大腦具有更穩定的相互作用。該研究由德國歌德大學與美國印第安納大學布魯明頓分校合作完成。智力及其神經生物學基礎 先前的諸多研究已經提出了各種理論來解釋個體認知能力的差異，包括神經生物學模型。例如，有學者提出，更聰明的人更善於利用某些大腦區域，他們的大腦通常運作得更加高效；或者某些大腦系統在更聰明的人中更容易被使用。直到最近，方法學的進步才讓使用功能性磁共振成像(fMRI)研究人腦網絡的時間動態成為可能。由歌德大學心理學與腦成像中心的Kirsten Hilger博士團隊與印第安納大學布盧明頓分校的Makoto Fukushima博士團隊對281名參與者的fMRI掃描進行了分析，以研究人腦的動態網絡特徵與一般智力之間的關係。

大腦網絡的穩定性   人腦具有模塊化的組織，它可以被細分為不同的網絡，這些網絡具有不同的功能，如視覺、聽覺或對隨意行為的控制。在當前這項研究中，Kirsten Hilger及其團隊調查了人腦的這種模塊化組織是否隨時間發生變化，以及這些變化是否與參與者在智力測試中取得分數的個體差異有關。   研究人員發現，在fMRI測量過程中，較聰明人的模塊化大腦網絡組織表現出較少的波動。這種增加的大腦網絡組織穩定性主要是在對控制注意力等很重要的大腦系統中發現的。

圖片來源：《Human Brain Mapping》

研究結果顯示，高智商與大腦網絡模塊的高時間穩定性（低時間變異性）相關。智力得分較高的受試者參與極高模塊性的時間較少，其特徵是任務正性與任務負性網絡的斷開程度較大。此外，研究人員發現背側注意網絡的大腦區域對所觀察到的效應貢獻最大。

圖片來源：《Human Brain Mapping》

注意力起著關鍵作用Hilger說：「使用功能磁共振成像技術研究人腦網絡的時間動態是一個相對較新的研究領域。在更聰明的個體中，在時間上更穩定的網絡組織可能是大腦的一種保護機制，防止陷入主要網絡斷開或交流受阻的不適應網絡狀態。」   她還強調，這些網絡屬性如何影響認知能力仍是一個懸而未決的問題。然而，這項研究結果表明，控制注意力的過程，即保持專注和專注於一項任務的能力，可能對一般智力發揮著重要作用。她說：「總之，我們的研究表明，研究大腦功能網絡拓撲結構的時間動態有助於我們理解一般認知能力的神經學基礎。」

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