Связь интеллекта и когнитивных карт

Люди с более высоким уровнем рассудочного интеллекта, похоже, лучше умеют строить внутренние "карты" — то есть мысленно выстраивать, где и как расположены предметы. К такому выводу пришли немецкие учёные, опубликовав результаты своего исследования в журнале Cell Reports. Они показали: один из ключевых признаков интеллекта — это то, как мозг «склеивает» впечатления и выстраивает из них целостную картину мира с помощью области мозга под названием гиппокамп.

В отличие от обычных тестов на ум – с примерами "кто быстрее посчитает столбик чисел", исследователи подробнее разобрались, как именно мозг умных людей структурирует пережитое. Получилось, что в основе гибкости мышления и способности принимать решения лежит как раз внутренняя карта — своего рода путеводитель по собственному опыту.

Работу провели Ребекка Тендера и Стефани Тевес — специалисты из Института Макса Планка по эмпирической эстетике и Института Макса Планка по когнитивным и мозговым наукам. Их интересовала связь "гибкого интеллекта" (fluid intelligence — способность решать новые задачи и видеть закономерности) с активностью мозга, особенно при обучении. Это не просто знание фактов — это умение с нуля вычислить закономерность или решение. Такая форма интеллекта — одна из основ умственной деятельности, и до сих пор не до конца понятно, как именно она работает на уровне мозга.

Учёные предположили: разница между людьми в интеллекте может быть связана с тем, насколько хорошо они структурируют новую информацию. Умные — скорее сращивают детали в одну общую карту, понимая связи между элементами, а не только запоминая отдельные куски. Другие исследования давно показывают: гиппокамп — участок мозга, играющий ключевую роль в памяти, ориентировании в пространстве и формировании когнитивных карт.

Чтобы проверить догадку, учёные наблюдали за тем, как добровольцы учились запоминать расположение предметов в виртуальном пространстве. Им показывали шесть разных объектов, у каждого — своё место на круговой арене. Участники должны были размещать вещи верно и после каждой попытки получали обратную связь.

Постепенно точность росла, и после многократных повторов большинство участников смогли довольно точно воспроизвести схему — т.е. в голове у них сложилась карта. Дальше задача: расставить предметы на плане сверху. Получалось почти идеально — люди выстроили в воображении "пространственный чертёж".

Параллельно за работой мозга следили с помощью МРТ — смотрели, как реагирует гиппокамп на увиденные предметы. Замечали, насколько похоже возбуждаются нейроны при показе расположенных рядом объектов, и насколько – различаются при сравнивании удалённых предметов.

Главное открытие: у людей с высоким баллом по "гибкому интеллекту" гиппокамп работал более чётко. Мозг буквально "рисовал карту", причём по ней реально можно было угадать, какие предметы в игре ближе друг к другу. Причём это не зависело от уровня успеха в заданиях на память — связь оставалась, даже если один участник просто запомнил проблему лучше. Это не память, а структура.

Другие тесты подтвердили: манера "картирования" особенно выражена у людей с высоким fluid intelligence — не важно, какую именно задачу они делали. Анализ показал: у менее умных мозг отображал связи между предметами менее железно — иногда даже ломал "пространственную логику".

Более того, когда участников попросили прикинуть на глаз "расстояния" между парами предметов, умные давали более геометрически точные оценки. То есть они лучше интегрировали отношения между объектами.

Исследование включало и стандартный тест на узнавание — узнают ли люди объекты, которые им уже показывали. На простое запоминание "видел — не видел" связь с интеллектуальными способностями не обнаружена. Вывод — дело именно в "сшивке" связей, а не в ширине памяти вообще.

В итоге, авторы подтверждают: гиппокамп не только хранилище воспоминаний, но и "главбух" по организации смыслов, основа для гибкости мышления и перехода к выводам из разрозненных фактов.

Хотя исследование касалось только пространственных связей — например, взаимного расположения — неясно, работает ли наведённая закономерность и для абстрактных идей. Кроме того, испытуемые были однородной группой здоровых взрослых — нельзя судить о детях, стариках или людях с особенностями развития.

Пока вопрос, в чём причина, а в чём следствие: то ли мозг умеет "картировать" — и потому человек умён, то ли умный человек рождается с более совершенными стратегиями организации информации. Долгосрочные исследования могли бы ответить, что здесь первично.

Авторы считают, что в будущем такие исследования стоит расширить на другие участки мозга — например, лобную кору, отвечающую за обобщение и размышления. Есть сведения, что структура может быть и там, но доказано это слабо.

Исследование "Human intelligence relates to neural measures of cognitive map formation" сделали Ребекка М. Тендера и Стефани Тевес.