Sci Rep：聪明人的大脑有何不同？
2017-11-27 佚名 中国生物技术网
迄今为止，关于智力差异的研究大部分被归因为特定大脑区域的差异。然而，聪明人大脑的连通性是否也与普通人不同呢？一项新研究支持了这个假设。对于聪明的人，某些大脑区域在不同大脑区域之间的信息流动中参与度更强，而另一些大脑区域则参与得较少。
迄今为止，关于智力差异的研究大部分被归因为特定大脑区域的差异。然而，聪明人大脑的连通性是否也与普通人不同呢？一项新研究支持了这个假设。对于聪明的人，某些大脑区域在不同大脑区域之间的信息流动中参与度更强，而另一些大脑区域则参与得较少。
无论是科学家还是普通人都对弄清楚人类思维的基础非常着迷。认知能力的差异（比如，导致学术水平和专业能力的差异）很大程度上被归因于个体智力差异。近日发表在《Scientific Reports》上的一项研究表明，这些差异与大脑功能模块集成模式紧密相关。法兰克福歌德大学心理学系的Kirsten Hilger， Christian Fiebach 和Ulrike Basten将功能核磁共振（fMRI）与现代图形理论网络分析技术相结合，对超过300人的大脑进行了扫描，探究了人类智力的神经生物学基础。
早在2015年，这个研究团队就在《Intelligence》期刊上发表了一项元研究结果。他们确定了包括前额皮质在内的一些大脑区域，这些区域的激活变化与智力的个体差异非常相关。然而，直到最近，人们还无法测试人类大脑中的这些“智力区域”是如何功能性地相互关联的。
今年早些时候，该团队报告称，有两个大脑区域参与任务相关信息的认知处理（前脑岛和前扣带皮层），在聪明人的大脑中，这两个区域与大脑其他部分的连接更高效。颞叶皮层和顶叶皮层之间的连接区域负责屏蔽无关信息，而该区域与大脑网络其他部分的连接更弱。该研究的主要负责人Ulrike Basten说：“这些区域在大脑网络中的拓扑嵌入差异使得聪明人更容易区分重要和不重要的信息，这对于很多认知能力都是有益处的。”
图像来源：《Scientific Reports》
在目前的研究中，研究人员考虑到，大脑以功能模块的形式组织。他们表示：“这与由多个子网络组成的社交网络类似，比如家族和朋友。在这些子网络或模块中，一个家族内部的成员之间的相互联系比他们和其他家庭的人或者朋友的相互联系更加紧密。我们大脑的功能性组织方式也类似：大脑中存在由不同大脑区域组成的子网络，或者叫做模块，在功能模块内部，这些大脑区域联系更强，而与其他模块中的大脑区域的联系则较弱。在我们的研究中，我们探究了特定大脑区域在模块内部和模块之间通信的作用是否对于不同智力的人来说是不同的，也就是说，一个大脑区域对本‘家庭’内部的信息交换所提供的支持是否比与其他‘家庭’的信息交换多，以及这是否与个体智力差异相关。”
该研究表明，对于更聪明的人，特定大脑区域在不同大脑子网络之间的信息交换中参与度更高，从而使重要的信息更快速高效地传输。另一方面，研究团队还发现，在聪明人大脑中，某些大脑区域与大脑网络的其他部分关联更弱。这可以更好地屏蔽无关信息输入。Basten说：“我们认为，研究中所发现的聪明人的大脑网络特性可以帮助他们在精神上更加专注，忽略或抑制无关的干扰输入。”这些相关性的原因目前还没有答案。Basten补充道：“可能是由于生物学倾向，某些人发育出的大脑网络更加偏好智力行为和更具挑战性的认知任务。然而，也存在这样的可能性，频繁地让大脑完成挑战性的认知任务可以对大脑网络的发育带来积极影响。考虑到我们目前对智力的理解，这两个过程似乎相互影响。”
原始出处：Hilger K， Ekman M， Fiebach CJ， et al. Intelligence is associated with the modular structure of intrinsic brain networks. Sci Rep. 2017 Nov 22；7(1)：16088.
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