Головоломка интеллекта

Новое исследование, опубликованное в журнале Communications Biology, добавило свежие штрихи к портрету человеческого интеллекта. Учёные обнаружили, что более высокие результаты в тестах на интеллект связаны не с «мощным» мозгом, как принято думать, а с более гибкой и разнообразной коммуникацией между удалёнными областями мозга. Такая найденная многослойная координация сигналов, проходящих через разные зоны мозга и на разных временных масштабах, может объяснить, почему одни люди быстрее и эффективнее решают сложные задачи.

Долгие годы исследователи пытались понять, откуда вообще берётся интеллект. В прошлом внимание уделяли отдельным зонам, особенно лобным и теменным долям, которые участвуют в рассуждении, анализе и принятии решений. Но всё чаще появляются идеи, что важна не конкретная «умная» зона, а то, насколько динамично и грамотно разные области мозга переключаются между режимами работы.

Под руководством Йонаса А. Тиле из Университета Вюрцбурга учёные решили проверить новую теорию — Multilayer Processing Theory (MLPT), или многослойную теорию обработки информации. Она предполагает, что интеллект возникает благодаря взаимодействию процессов, происходящих на разных уровнях — как в пространстве, так и во времени.

Для этого исследователи не стали изучать мозг в состоянии покоя. Вместо этого участникам дали пройти тест прогрессивных матриц Равена — классический тест на логическое мышление, где нужно выбирать недостающий элемент в ряде геометрических фигур.

Учёные использовали два независимых набора данных. В первом случае 67 участников выполняли тест, пока их мозг сканировался с помощью функциональной МРТ. Этот метод позволяет оценивать, какие области мозга активно взаимодействуют друг с другом. Во втором наборе данных 131 человек проходил тот же тест, но активность их мозга измеряли с помощью электроэнцефалографии, которая фиксирует очень быстрые электросигналы.

Результаты МРТ показали важный нюанс: люди с высокими результатами IQ не обладали просто «сильной» связностью между областями мозга. У них наблюдалась более разнообразная коммуникация между лобными и теменными зонами. Эти зоны работали как эффективные «узлы-связисты», объединяя разные сети в момент решения сложной задачи.

Анализ ЭЭГ выявил, что у участников с высоким интеллектом сигналы мозга обладали большей сложностью на более «грубых» временных масштабах. Это говорит о более гибкой работе больших сетей мозга. При этом на очень коротких масштабах наблюдалась более простая структура сигналов, что может означать более эффективную работу локальных цепей.

Совокупность данных подтверждает: интеллект — это не продукт одной области мозга. Он возникает благодаря тому, насколько эффективно мозг сочетает работу крупных сетей и небольших локальных узлов.

Авторы подчёркивают, что исследование имеет ограничения: используются две разные группы, молодые участники и относительно небольшие выборки. Поэтому результаты не стоит переносить на детей или пожилых людей без дополнительных исследований.

Статья «Decoding the human brain during intelligence testing» подготовлена Йонасом А. Тиле, Джошуа Фасковицем, Олафом Спорнсом, Адамом Чудерски, Рексом Юнгом и Кирстен Хилгер.