Czy mózgi inteligentnych ludzi czymś się wyróżniają?

Różnice w inteligencji są jak dotąd najczęściej przypisywane różnicom w określonych obszarach mózgu. Jednak czy mózgi inteligentnych ludzi są inaczej skonstruowane niż mózgi mniej inteligentnych osób? Nowe badanie, opublikowane przez naukowców z Uniwersytetu Goethe we Frankfurcie (Niemcy), popiera to założenie. U osób inteligentnych niektóre regiony mózgu są silniej zaangażowane w przepływ informacji, podczas gdy inne – mniej.

Zrozumienie fundamentów myślenia fascynuje zarówno naukowców badających tę dziedzinę, jak i laików. Różnice w zdolnościach poznawczych – i wynikające z nich następstwa, na przykład sukces akademicki i kariera zawodowa – są w znacznym stopniu przypisywane indywidualnym różnicom w inteligencji. Niedawno opublikowane badanie w Scientific Reports pokazuje, że różnice te idą w parze z różnicami we wzorcach integracji między modułami pełniących różne funkcje w mózgu. Kirsten Hilger, Christian Fiebach i Ulrike Basten z Departamentu Psychologii na Goethe University Frankfurt połączyli skany fMRI ponad 300 osób z nowoczesnymi metodami analizy teoretycznej sieci wykresów, aby zbadać neurobiologiczne podstawy ludzkiej inteligencji.

Już w 2015 roku ta sama grupa badawcza opublikowała meta-badanie w czasopiśmie Intelligence, w którym zidentyfikowano obszary mózgu – w tym korę przedczołową – których zmiany w aktywacji są bezsprzecznie związane z indywidualnymi różnicami w inteligencji. Do niedawna jednak nie było możliwe zbadanie, w jaki sposób takie inteligentne regiony są ze sobą funkcjonalnie połączone.

Na początku tego roku, grupa badawcza doniosła, że u bardziej inteligentnych osób dwa obszary mózgu zaangażowane w poznawczy proces przetwarzania informacji istotnych dla wykonania zadania (to znaczy przednia część wyspy i zakrętu obręczy) mają mocniejsze połączenie z resztą mózgu (2017 r., Intelligence). Inny region mózgu, złącze pomiędzy korą skroniową a ciemieniową, który jest odpowiedzialny za zestawianie myśli przeciw nieistotnym informacjom, ma słabsze połączenia z resztą mózgu. Różne topologiczne osadzanie tych regionów w sieci i mózgu może ułatwić inteligentniejszym osobom rozróżnianie ważnych i mniej ważnych informacji – co byłoby korzystne dla wielu kognitywnych wyzwań – proponuje Ulrike Basten, główny autor badania.

W swoich obecnych badaniach naukowcy zakładają, że mózg działa na zasadzie, pełniących swoją funkcję, modułów. Jest to podobne do sieci społecznościowej, która składa się z wielu podsieci (np. rodzin lub kręgów znajomych). W obrębie tych podsieci lub modułów, członkowie jednej rodziny są silniej ze sobą połączeni niż z osobami z innych rodzin lub kręgów przyjaciół. Nasz mózg jest funkcjonalnie zorganizowany w bardzo podobny sposób: istnieją podsieci regionów mózgu – moduły – które są silniej połączone ze sobą i mają słabsze połączenia z regionami mózgu z innych modułów, kręgów przyjaciół. W naszym badaniu sprawdzaliśmy czy rola określonych regionów mózgu w komunikacji wewnątrz i między modułami różni się w zależności od indywidualnych różnic w inteligencji, to znaczy czy konkretny region mózgu wspiera wymianę informacji w ramach ich własnej rodziny bardziej niż wymianę informacji z innymi rodzinami i jak to się odnosi do indywidualnych różnic w inteligencji.

Badanie pokazuje, że u inteligentniejszych osób pewne obszary mózgu są wyraźnie silniej zaangażowane w wymianę informacji między różnymi podsieciami mózgu, aby ważne informacje mogły być przekazywane szybko i efektywnie. Z drugiej strony, zespół badawczy zidentyfikował również regiony mózgu, które są mocniej oderwane(oddzielne, rozłączne, odseparowane) od reszty sieci u mądrzejszych osób. Może to skutkować lepszą ochroną przed rozpraszającymi i nieistotnymi danymi wejściowymi. Zakładamy, że właściwości sieci, które znaleźliśmy u badanych, pomagają im skupić się mentalnie i ignorować lub tłumić nieistotne, potencjalnie rozpraszające, informacje z zewnątrz – mówi Basten. Przyczyny tych skojarzeń pozostają obecnie kwestią otwartą. Jest możliwe, że dzięki swoim biologicznym predyspozycjom, niektóre osoby rozwijają sieci neuronowe, które sprzyjają inteligentnym zachowaniom lub bardziej wymagającym zadaniom poznawczym. Jest jednak równie prawdopodobne, że częste wykorzystywanie mózgu do zadań wymagających poznania może pozytywnie wpłynąć na rozwój tych sieci. Biorąc pod uwagę to, co obecnie wiemy o inteligencji, wydaje się, że najbardziej prawdopodobne jest wzajemne oddziaływanie obu procesów.

Tłumaczenie: Dagmara Wąchocka
Źródło tekstu: Goethe Universitat
Oryginalne badanie: Hilger, K., Ekman, M., Fiebach, C., & Basten, U. (2017). Intelligence is associated with the modular structure of intrinsic brain networks. Scientific Reports. (DOI:10.1038/s41598-017-15795-7)