Kan vi præcist fastslå, hvor intelligens ligger?

Vores hjerne fungerer takket være aktiviteten af næsten 100 milliarder neuroner, der behandler og overfører information i form af elektriske signaler. Sådanne strømme bestemmer vores evne til at opleve og tænke – hvad vi generelt kalder intelligens. Et stort spørgsmål inden for neurovidenskab har været, om vi kunne finde den præcise placering af vores intellekt, ligesom i et sæt halen på æslet spil.

Årtiers forskning har forsøgt at opdage placeringerne ved at observere adfærd efter skader på specifikke hjerneområder. Af alle regioner har hjernebarken – den mest udviklede struktur – fået særlig opmærksomhed. Som vi kan se i den følgende figur, er hjernebarken det yderste lag af cerebrum og er traditionelt opdelt i fire regioner: frontale, parietale, temporale og occipitale lapper.

Selvfølgelig, da det at stikke i menneskelige hjerner virkede lidt uetisk, måtte psykologer vente og lede efter bestemte typer skader. I 1848 byggede jernbanearbejder Phineas Gage en tunnel til togene. Mens han pakkede krudt med en jernstang, forårsagede en uheldig eksplosion, at stangen blev skudt op i hans venstre øje og gennem hans kranium. Mirakuløst overlevede han, blind på det ene øje og med betydelig skade på sin frontallap.

Udover personlighedsændringer viste Gage vanskeligheder med grundlæggende intellektuelle funktioner som planlægning og problemløsning. De samme mangler er siden blevet observeret hos andre "frontallapspatienter". Overbevist om at have fundet den hellige gral, hypotiserede forskere, at dette område var sædet for menneskelig intelligens. Men er det virkelig så simpelt?

Tak tilWikimedia

Selvom disse studier var grundlæggende for at etablere grundlaget for neurovidenskab, blev det muligt at overvåge sunde menneskelige hjerner in vivo, efterhånden som nye teknikker blev udviklet. Sådanne fremskridt revolutionerede feltet fuldstændigt, da de begyndte at vise vigtigheden af flere områder.

En rejse rundt om hjernen

Neuroimaging teknikker giver os mulighed for at se den levende hjerne, mens en person udfører opgaver, husker eller lytter til musik. Selvom det stadig ikke er klart, hvor intelligens ligger, viser scanninger, at der ikke kun er én region ansvarlig for IQ. I stedet er kommunikationen mellem specifikke strukturer det, der giver os evnen til at tilegne os og anvende viden. Vi kan visualisere dette netværk som turiststop forbundet af veje. Afhængigt af hvilke interesser vi har, ville vi besøge specifikke steder i en by. På samme måde kan forskellige typer intelligens findes i forskellige områder. Så lad os udforske omgivelserne!

Mine damer og herrer, velkommen til denne gratis rundvisning. I dag vil vi opdage hjernens vidundere og hemmeligheder. Vores særlige rute fokuserer på intelligens. Vi har alle en idé om, hvad intellekt er, men er det placeret et bestemt sted? Hvis ja, hvor præcist? Deltag i mig, mens vi udforsker denne spændende rute gennem hjernen på tre personer for at hjælpe os med at forstå dette spørgsmål.

Bag gardin nummer ét er den analytiske og logiske hjerne hos Dr. House. Hans såkaldte generelle intelligens inkluderer evnen til at samle puslespil, løse svære problemer og have en bred forståelse af forskellige emner. Når en ny patient kommer ind, lytter House til sit team, der beskriver symptomerne, og skriver dem på tavlen.

Billedet viser, hvordan denne auditive og visuelle information bliver inkorporeret gennem hans sanser, indtil den når vores første stop, hjerneområdet bag øret (grøn) og det på bagsiden af vores hoved (orange). Det er de såkaldte temporale og occipitale lapper, to områder fyldt med årvågne neuroner; vagter og betjente, der opdager og behandler, hvad der sker i vores omgivelser.

Alle disse data overføres derefter til den øverste bageste del af hovedet, den parietale cortex (magenta). Her integrerer hovedinspektørerne al informationen og danner en repræsentation af, hvad der sker. House forstår situationen og al den medicinske jargon. Dette område informerer igen vores yndlingssted: den præfrontale lap (i blåt). Den øverste del af dette område er et fremragende og rigt kvarter, hvor alle de store fisk bor. Det har ansvaret for at orkestrere vores tanker og handlinger. Vores medicinske geni overvejer forskellige lidelser, der passer til symptomlisten, forkaster de mindre sandsynlige muligheder, såsom lupus – for lad os være ærlige, det er aldrig lupus – og finder løsningen. Eureka!

Denne videnskabelige tankegang har meget til fælles med en anden intelligensform, der ofte betragtes som den "modsatte", den kreative type. For hver rolle, Scarlett Johansson spiller, skal hun lave baggrundsresearch og hypotese om, hvordan karakteren kunne opføre sig. Derefter eksperimenterer hun, mens hun øver, og analyserer, hvad der skal ændres i henhold til instruktørens anvisninger. Denne proces kræver evnen til at bruge viden og færdigheder til at håndtere nye situationer. Trods alt er det ikke det samme at spille Black Widow som en mor, der går igennem en skilsmisse.

Hver ny del kræver, at Scarletts præfrontale cortex aktiveres for at analysere, hvordan hun vil nærme sig karakteren. Den orbitofrontale cortex (i mørkeblå) er her særligt vigtig, da den samler sensorisk og følelsesmæssig information, et nøglepunkt i sociale interaktioner. Disse neuroner fungerer som psykologer; de forudser andres reaktioner og tilpasser vores adfærd derefter. For at gøre dette er den stærkt forbundet med det limbiske system (grå), et område fyldt med følelser. Det ville være stedet for Pixars Inderst inde karakterer. En særligt relevant del af dette system er hippocampus, byens bibliotek, hvor minder opbevares. I den kreative proces hjælper hippocampus med at danne nye ideer ved at samle specifikke dele af vores oplevelser. Korrekt håndtering af dette netværk kan endda give en person mulighed for at vinde en Oscar!

Sidst men ikke mindst, hvad sker der nu, hvis vi dykker ned i hjernen af en mere praktisk form for intelligens? MacGyver kan improvisere komplekse enheder ud af almindelige genstande på få minutter. At kunne tilpasse sig pludselige hændelser hurtigt er den primære egenskab ved eksekutive funktioner. Forestil dig, at denne hemmelige agent skal redde en videnskabsmand, der er fanget under en stor stålbjælke. I det øjeblik han ser scenen, begynder hans sind at fungere hurtigt. Informationen når det rige nabolag i den præfrontale cortex, hvor situationen vurderes.

I dette tilfælde er aktiveringen af den ventromediale region (mørkeblå) særligt vigtig. Dette område er afgørende for at træffe beslutninger baseret på det store billede. Det har kommunikation med andre strukturer, herunder amygdala, et område forbundet med skræmmende kontekster. MacGyver kontrollerer sin frygt og panikker ikke. Han ved, at vand kan have enorm kraft, og han ser på en brandslange. Den ventromediale region sender instruktioner til motorisk cortex, et fællesskab af hårdtarbejdende kranførere, der styrer vores bevægelser. Disse neuroner gør det muligt for agenten at binde en knude i enden af slangen, tråde den under bjælken og tænde for vandet. Slangen puster op og løfter den tunge genstand. Redet!

Som du kan forestille dig, overlapper disse kredsløb og er sammenkoblede i hver enkelt person. Nogen, der er mere analytisk, er normalt korreleret med mere effektive præfrontale områder, mens kreative eller praktiske personer har vægtene mere fordelt i netværket. Den ideelle person skal ikke kun have de tre typer intelligens, men også vide, hvornår de skal trække på hver enkelt. En afbalanceret ligevægt gør, at du kan præstere godt i den virkelige verden. Dette er, hvad psykologen Sternberg kaldte "succesfuld intelligens". Ingen sagde, det var nemt!

Surfing på bølgerne

Selvfølgelig er dette ikke den eneste teori til at forklare forskelle i intelligens blandt mennesker. Udover neuroimaging tillader andre teknikker forskere at aflæse hjernen. Ved at placere elektroder på en persons hovedbund er det muligt at overvåge elektrisk aktivitet blandt neuronerne i hjernebarken. Denne metode kaldes elektroencefalografi eller EEG. De opnåede optagelser, kendt som hjernebølger, er de samlede signaler fra millioner af neuroner, der kommunikerer med hinanden. Det ville være som at lytte til lyden af bifald i et teater; en persons klap kan ikke skelnes, men man kan udlede, hvordan publikum generelt reagerer på forestillingen.

På samme måde, i stedet for at lokalisere aktivitet i specifikke hjerneområder, giver EEG os mulighed for at lytte til den generelle tale, som neuroner udsender. Ligesom radiostationer kan optagelser skelnes ved deres frekvenser. Forskellige typer af oscillationer afhænger, blandt andre faktorer, af mentale tilstande.

Selv i en hviletilstand, dvs. "at lave ingenting", viser hjernebølgerne hos personer med højere IQ små forskelle. Hos intelligente individer er alfa- og beta-bølger mere ensartede i begge hjernehalvdele end hos personer med middel til lav IQ. Dette betyder, at smarte personer opretholder en balanceret opmærksomhed i begge hjernehalvdele, hvilket gør dem mere forberedte på at reagere på stimuli. Hvis vi nu udfordrer deres hjerner og beder dem om at huske en adresse, mens de lytter til instruktioner om, hvordan man kommer dertil, vil deres elektriske aktivitet begynde at vise hurtige gamma-oscillationer.

Øget gammaaktivitet hjælper os med at opnå højere koncentrationsniveauer. Det er derfor ikke overraskende, at de tenderer til at stige med opgavens sværhedsgrad eller med personens intelligens. Disse bølger menes at forbinde information fra alle dele af hjernen, hvilket beviser, at koordineringen af neurale klynger er essentiel for god præstation. Desuden tenderer gammaoscillationer til at falde med alderen; i overensstemmelse med det normale fald i abstrakt tænkning og problemløsning, som ofte observeres, når vi bliver ældre, en effekt, vi forklarede i vores artikel om IQ og aldring.

For at opsummere, den samtidige aktivering af neuronale klynger producerer synkronisering af forskellige hjerneområder. Denne kommunikation oversættes til specifikke elektriske oscillationer, hvis fine koreografi er nødvendig for at udføre opgaver effektivt.

De cerebrale veje

Vigtigt er det, at personer med højere intelligens løser komplekse problemer hurtigere og mere ubesværet. Informationsbehandlingshastigheden afspejles i, hvor hurtigt en hjernebølge optræder efter et stimulus. For eksempel, når vi hører en musiker ramme en falsk tone, er der et specifikt top kaldet P300 eller "odd ball" signal. I gennemsnit optræder det cirka en tredjedel af et sekund efter spillerens fejl. Dog har nogle studier fundet, at jo hurtigere P300 viser sig i EEG, desto højere IQ har personen.

I vores "gratis tur tilgang" afhænger hastigheden, hvormed signalet rejser fra det ene turiststop til det andet, af de veje, der forbinder dem. I sidste ende er det ikke det samme at køre på en sekundær vej under dårlige forhold som på en spritny motorvej. Tilsvarende bestemmer tilstanden af hvid substans i hjernen, hvor godt to regioner er forbundet. De består af nervefibre, der strækker sig fra en hjerneområde til en anden og transmitterer information. Forskere fra University of Edinburgh fandt, at hvid substans integritet faktisk er direkte knyttet til informationsbehandlingshastighed og generel intelligens.

Afslutningsvis opstår intelligens fra den komplekse interaktion mellem præcise hjerneområder. Deres hurtige kommunikation gør det muligt for dem at kombinere deres funktioner, som derefter oversættes til elektriske strømme, der styrer vores reaktioner på eksterne problemer. Vi kan tænke på det som en slags Morse-kode, der i sidste ende bestemmer vores tanker og handlinger. At afdække dette alfabet ville give os mulighed for at læse folks tanker som X-men. Selvom Dr. Xavier er langt fra virkeligheden, har teamet af den virkelige Dr. Adolphs allerede trænet en algoritme til at forudsige intelligens ud fra neuroimaging-scanninger. Bare ved at se på hjernen hos folk, der slapper af, har det været muligt at estimere deres IQ. Så hvis du nogensinde har ladet som om, du er klog, så pas på! Det kan være tid til at trække sig tilbage.