全脑连接可能是“一般智力”的最佳预测指标

几十年来，科学家们一直在努力了解大脑结构和功能连接是如何驱动智力的。研究人员报告说，一项新的分析提供了迄今为止最清晰的图景，说明不同的大脑区域和神经网络是如何在各种情况下影响一个人解决问题的能力的，这种特征被称为一般智力。

他们在《人脑图谱》杂志上详细介绍了他们的发现。

该研究使用“基于连接体的预测模型”来比较关于大脑如何产生智力的五种理论Aron巴氏他是一名心理学，生物工程而且神经科学他和第一作者埃文·安德森一起领导了这项新工作，埃文·安德森现在是鲍尔航空航天和技术公司的研究员，在空军研究实验室工作。

巴贝说:“为了理解智力背后的非凡认知能力，神经科学家们着眼于大脑中的生物学基础。”“现代理论试图解释我们解决问题的能力是如何由大脑的信息处理架构来实现的。”

安德森说，从生物学角度理解这些认知能力，需要“描述智力和解决问题能力的个体差异与大脑网络的潜在结构和神经机制之间的关系”。

历史上，智力理论关注的是大脑的局部区域，如前额叶皮层，它在规划、解决问题和决策等认知过程中起着关键作用。Barbey说，最近的理论强调特定的大脑网络，而其他理论则研究不同的网络是如何重叠和相互作用的。他和安德森将这些已建立的理论与他们自己的“网络神经科学理论”进行了测试，该理论假定智力来自大脑的整体结构，包括强连接和弱连接。

安德森说:“当我们了解世界并善于解决熟悉的问题时，就会建立起强大的联系，包括高度连接的信息处理中心。”“弱连接的神经连接较少，但能够灵活和适应性地解决问题。”总之，这些连接“提供了解决我们在生活中遇到的各种问题所必需的网络架构。”

为了验证他们的想法，该团队招募了297名来自不同人群的本科生，首先要求每位参与者接受一系列全面的测试，旨在衡量解决问题的能力和在各种情况下的适应能力。巴贝说，这些测试和类似的各种测试通常被用于衡量一般智力。

接下来，研究人员收集了每个参与者的静息状态功能核磁共振扫描。

Barbey说:“人类大脑的一个真正有趣的特性是，它体现了一个丰富的网络星座，即使在我们休息的时候，这些网络也是活跃的。”“这些网络创造了思想的生物基础设施，被认为是大脑的固有属性。”

其中包括额顶神经网络，它能实现认知控制和目标导向的决策;背侧注意网络，有助于视觉和空间意识;还有突出网络，它将注意力引向最相关的刺激。先前的研究表明，当一个人醒着，但没有从事一项任务或关注外部事件时，这些网络和其他网络的活动“可靠地预测了我们的认知技能和能力，”巴贝说。

通过认知测试和功能磁共振成像数据，研究人员能够评估哪些理论最能预测参与者在智力测试中的表现。

安德森说:“我们可以系统地研究一个理论基于该理论所涉及的大脑区域或网络的连通性来预测一般智力的程度。”“这种方法使我们能够直接比较现有理论所作的神经科学预测的证据。”

研究人员发现，考虑到整个大脑的特征，可以最准确地预测一个人解决问题的能力和适应能力。即使考虑到分析中包含的大脑区域的数量，这也是成立的。

研究人员说，其他理论也可以预测智力，但网络神经科学理论在许多方面优于那些局限于局部大脑区域或网络的理论。

巴贝说，研究结果表明，大脑中的“全局信息处理”对于一个人克服认知挑战的能力至关重要。

他说:“智能并非起源于特定的区域或网络，而是似乎来自大脑的整体架构，并反映了整个系统网络功能的效率和灵活性。”

参考:安德森ED，巴贝AK。研究人类智力的认知神经科学理论:基于连接体的预测建模方法。人脑图谱．2022.doi:10.1002 / hbm.26164

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