Авторы нового исследования пришли к выводу, что чем выше уровень интеллекта человека, тем легче ему переключаться между состоянием покоя и выполнением задач. Эта способность основана на определенных нейронных сетях и их коммуникационных структурах. Результаты научной работы опубликованы в журнале Cerebral Cortex.
Актуальность работы
Вы хотите вздремнуть на диване, когда внезапно появляется ваш сын и просит помочь ему с домашним заданием по математике. Этот переход от состояния покоя к рабочему режиму является довольно сложной задачей для мозга. В зависимости от типа задачи должна быть активирована определенная нейронная сеть. В зависимости от сложности задачи, возможно, придется взаимодействовать различным сетям. Все это требует энергии и сил.
«Архитектура функциональной сети мозга людей с высокими показателями интеллекта в состоянии покоя больше похожа на архитектуру, необходимую для различных когнитивных задач», — считает доктор Кирстен Хилгер (Kirsten Hilger).
Понимание нейронных основ человеческого интеллекта является одним из направлений ее исследований. Ее основной интерес заключается в отношениях между функциональными и структурными сетями мозга и их значении для индивидуальных различий в интеллекте.
Материалы и методы исследования
Чтобы объяснить различия между функциональными и структурными сетями мозга, нейробиологи используют простой образ: представьте обмен информацией между различными областями мозга как транспортировку товаров из одного города в другой, шоссе представляет собой структурные связи мозга — чем лучше дорожная инфраструктура, тем быстрее может идти транспорт. Напротив, трафик будет соответствовать функциональной связи мозга. Эти функциональные связи и стали предметом настоящего исследования.
С этой целью команда использовала данные более 800 человек. Участники исследования либо отдыхали, либо должны были выполнять различные задания. В это время активность их мозга контролировали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).
Нужно было выполнить семь типов заданий, каждый из которых представлял отдельный когнитивный процесс. Чтобы активировать свою рабочую память, участники должны были решить, например, было ли последнее изображение в длинной серии изображений идентичным ранее показанному. Чтобы изучить языковую обработку, им рассказали историю; затем им пришлось выбирать между двумя альтернативами, чтобы решить, что является предметом истории. Чтобы проверить социальное познание, участники смотрели видеоролики с движущимися геометрическими объектами. Затем их попросили решить, взаимодействуют ли эти объекты друг с другом или нет.
Результаты научной работы
«Магнитно-резонансная томография позволила нам проверить нашу гипотезу о том, что более высокий уровень общего интеллекта связан с более низкой реконфигурацией мозговых сетей», — объясняет Хилгер.
Реконфигурация: эту концепцию также можно проиллюстрировать с помощью метафоры дорожного движения.
«В состоянии покоя мы измеряем базовый трафик, который, так сказать, всегда движется», — уточняет Хильгер.
Тогда внешнее когнитивное требование сравнимо с часом пик или праздничными выходными — трафик, связанный с конкретной задачей, превышает базовый трафик, и в зависимости от задачи необходимы различные корректировки или реконфигурации.
Хильгер с соавторами исследования проанализировали процессы как во всем мозге, так и в различных функциональных сетях мозга, которые, как известно, связаны с определенными функциями мозга. Результаты показывают, что функциональные сети людей с высокими показателями интеллекта требуют меньшей настройки при переключении между различными когнитивными состояниями — их сетевая архитектура разработана таким образом, чтобы требовать меньшей перенастройки из состояния покоя в рабочий режим. Или, образно говоря, их базовый трафик движется таким образом, что эти корректировки становятся менее сложными и не вызывают заторов.
Этот эффект возникал независимо от типа задачи, которую необходимо было выполнить, то есть независимо от различных когнитивных требований, которые необходимо было обработать. Их относительный вклад в наблюдаемый эффект был практически одинаковым.
Заключение
По мнению ученых, этот результат позволяет сделать вывод, что интеллект является свойством широко распространенной «многозадачной сети мозга» или, другими словами:
«Интеллект — это феномен адаптации всего мозга к различным требованиям», — заключает Хилгер.
Чем умнее человек, тем лучше сетевая архитектура его мозга подходит для выполнения различных когнитивных задач.
Статья по теме: Что такое нарушение исполнительной функции?
