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智力與大腦網路穩定性的提升有關

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  • 一項使用功能性磁振造影掃描的研究發現,更聰明的人的大腦網路更穩定,掃描波動較小就表明了這一點。

  • 大腦網路穩定性的增加可能表示大腦的保護機制。 

  • 聰明人最穩定的大腦區域是與注意力控制相關的區域。 

本文發表於 EurekAlert.org

人腦不同區域之間的互連和溝通以多種方式影響我們的行為。 對於較高認知能力的個別差異也是如此。 較聰明的個體的大腦的特徵是神經網路中暫時更穩定的相互作用。 這是法蘭克福歌德大學心理學系和腦成像中心的 Kirsten Hilger 博士和 Christian Fiebach 教授與美國印第安納大學伯明頓分校的 Makoto Fukushima 博士和 Olaf Sporns 教授合作進行的一項最新研究的結果。 該研究於 10 月 6 日在線發表在科學期刊《Human Brain Mapping》上。

人們提出了各種理論來解釋不同個體認知能力的差異,包括神經生物學模型。 例如,有人提出,更聰明的人會更充分地利用某些大腦區域,他們的大腦通常會更有效地運作,或者更聰明的人的某些大腦系統會更好地連接。 直到最近,方法論的進步才使得利用功能性磁振造影(fMRI)研究人腦網路的時間動態成為可能。 來自歌德大學和印第安納大學伯明頓分校的國際研究小組分析了 281 名參與者的功能性磁振造影掃描,以研究人腦的動態網絡特徵與一般智力的關係。

人腦有一個模組化的組織-它可以細分為不同的網絡,服務於不同的功能,如視覺、聽覺或自主行為的控制。 在目前的研究中,Kirsten Hilger 及其同事調查了人腦的這種模組化組織是否會隨著時間的推移而發生變化,以及這些變化是否與研究參與者在智力測驗中獲得的分數的個體差異有關。 研究結果表明,更聰明的人的模組化大腦網路組織在功能性磁振造影測量過程中表現出較小的波動。 大腦網路組織穩定性的增加主要存在於對注意力控制很重要的大腦系統中。

「利用功能性磁振造影研究人腦網路的時間動態是一個相對較新的研究領域,」希爾格說。 她推測:“更聰明的個體中暫時更穩定的網絡組織可能是大腦的一種保護機制,防止陷入適應不良的網絡狀態,在這種狀態下,主要網絡斷開連接,通信可能受到阻礙。” 她也強調,這些網路特性究竟如何影響認知能力仍然是一個懸而未決的問題:「目前,我們不知道暫時更穩定的大腦連結是更高智力的來源還是結果。然而,我們的結果表明,過程控制注意力——即保持專注並專注於一項任務的能力——可能對一般智力發揮重要作用。”

 這項研究出現在 人腦圖譜 2019 年 10 月。



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