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时间:2020-03-31
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脑连通性图像有助于预测智力

新的研究表明,根据外侧前额叶皮层与大脑其他区域之间的神经连接强度,可以预测多达10%的人类智力差异

wustl图片/ michael cole

来自圣路易斯华盛顿大学神经科学家的一项新发表的研究提供了证据,即外侧额叶前额叶皮层与大脑其余部分之间的神经联系对人类智力的认知加工做出了独特而有力的贡献

在智力方面,有什么因素将聪明的人的大脑和普通人的大脑区分开?

正如科学早已怀疑的那样,整体大脑的大小有些重要,约占个体智力差异的6.7%

最近的研究已经将大脑外侧前额叶皮层(位于太阳穴后面的区域)精确定位为高级心理处理的关键枢纽,那里的活动水平预测了个体智力的另外5%的变化

现在,圣路易斯华盛顿大学的一项新研究表明,另外10%的智力个体差异可以通过将左侧额叶前额叶皮层连接至大脑其余部分的神经通路的强度来解释

这些发现发表在《神经科学杂志》上,确立了全球脑部连通性作为理解人类智能的新方法

华盛顿大学认知神经科学博士后研究员迈克尔·w·科尔说,我们的研究表明,与额叶前额叶特定部位的连通性可以预测某人的智力

科尔说,这项研究是第一个令人信服的证据,表明前额叶外侧皮层与大脑其余部分之间的神经联系对人类智力的认知加工过程做出了独特而有力的贡献

科尔致力于研究发现认知和神经机制使人类行为具有独特的灵活性和智能性

这项研究表明,智能的部分含义是拥有一个能够很好地完成其工作的前额外侧皮层

研究的共同作者,艺术科学心理学教授,医学院的神经科学和放射学教授托德·布拉弗博士说,这部分意味着它可以与大脑的其余部分有效地交流

braver是华盛顿大学认知控制与心理病理学实验室的联合主任,在该实验室中进行了研究

新宝6登录网址 研究小组认为,对这些发现的一种可能解释是前额外侧区域是一个灵活的枢纽,可以利用其广泛的全脑连通性以目标导向的方式监视和影响其他脑部区域

有证据表明,外侧前额叶皮层是记住(保持)目标和指令的大脑区域,这些目标和指令可帮助您在完成任务时继续做需要做的事情,科尔说

因此,使该区域与其他区域(大脑的感知者和行动者)有效地进行通信是有道理的,它将帮助您智能地完成任务

尽管大脑的其他区域对认知过程做出了自己的特殊贡献,但外侧前额叶皮层可以帮助协调这些过程并保持对当前任务的关注,就像交响乐团的指挥者监控和调整弦乐的作用一样

乐团的实时演奏

有人认为,外侧前额叶皮层的功能类似于工程中经常使用的反馈控制系统,它有助于实现认知控制(支持流体智能),并且它不能单独做到这一点

这些发现是基于对研究参与者被动休息时捕获的功能性磁共振脑图像的分析,以及当他们从事与流体智能有关的一系列精神挑战性任务时所得出的,例如指示当前显示的图像是否与一个人相同

显示了三张图片

先前有关外侧前额叶皮层活动与具有挑战性的任务表现的发现得到支持

然后在参与者休息时评估连通性,并将他们在脑部扫描仪外部收集的对液体智力和认知控制的其他测试中的表现与估计的连通性相关联

结果表明,与左侧外侧前额叶皮层的一部分的整体大脑连通性水平可以作为流体智力和认知控制能力的有力预测指标

新宝6登录网址 尽管关于这些神经连接如何促进流体智能的知识尚待研究,但这项研究提出的新的脑功能模型可能对未来的理解以及人类智能的增强具有重要意义

科尔认为,这些发现也可能为理解全球脑部连通性崩溃如何导致精神分裂症和其他精神疾病中严重的认知控制缺陷提供新的途径

其他合著者包括tal yarkoni博士,科罗拉多大学博尔德分校心理学和神经科学系博士后

grega repovs博士,斯洛文尼亚卢布尔雅那大学心理学教授;耶鲁大学医学院精神病学副研究员alan anticevic

美国国立精神卫生研究所的资金支持了这项研究(美国国立卫生研究院拨款mh66088,nr012081,mh66078,mh66078-06a1w1和1k99mh096801)

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