Чи можемо ми визначити, де знаходиться інтелект?

Наш мозок працює завдяки активності майже 100 мільярдів нейронів, які обробляють і передають інформацію у вигляді електричних сигналів. Такі імпульси визначають нашу здатність до переживання та мислення – те, що ми зазвичай називаємо інтелектом. Основним питанням у нейронауці було, чи можемо ми знайти точне місце нашого інтелекту, подібно до гри приколоти хвіст ослу.

‍

Десятиліття досліджень намагалися виявити місця, спостерігаючи за поведінкою після пошкодження певних ділянок мозку. Серед усіх регіонів особливу увагу отримав мозковий кортекс – найрозвиненіша структура. Як ми можемо бачити на наступній схемі, кортекс є найзовнішнім шаром великого мозку і традиційно поділяється на чотири області: лобову, тім'яну, скроневу та потиличну частини.

‍

‍

Звісно, оскільки дослідження людських мозків здавалося трохи неетичним, психологам довелося чекати та шукати певні види травм. У 1848 році залізничник Фінеас Гейдж будував тунель для проходу поїздів. Під час пакування пороху залізною штангою сталася випадкова вибух, який викинув стержень вгору в його ліве око і через череп. Дивом, він вижив, ставши сліпим на одне око і отримавши значні ушкодження лобової частини мозку.

‍

Окрім змін у особистості, Гейдж виявив труднощі в основних функціях інтелекту, таких як планування та розв'язання проблем. Ці ж дефіцити з того часу спостерігалися у інших "пацієнтів з ураженням лобової частини". Переконані, що знайшли Святе Грааль, вчені висунули гіпотезу, що ця область є осередком людського інтелекту. Але чи справді все так просто?

‍

На правах доброзичливостіВікімедіа

‍

Хоча ці дослідження були основоположними для встановлення основ нейронауки, з розвитком нових технік стало можливим моніторити здорові людські мозки in vivo. Такі досягнення повністю революціонізували цю галузь, оскільки почали демонструвати важливість багатьох областей.

‍

‍

Подорож по мозку

Техніки нейровізуалізації дозволяють нам бачити живий мозок під час виконання завдань, запам'ятовування або прослуховування музики. Хоча досі неясно, де знаходиться інтелект, сканування показують, що немає лише однієї області, відповідальної за IQ. Натомість, спілкування між конкретними структурами надає нам можливість здобувати та застосовувати знання. Ми можемо візуалізувати цю мережу як туристичні зупинки, з'єднані дорогами. Залежно від наших інтересів, ми відвідуємо конкретні місця в місті. Таким чином, різні типи інтелекту можуть перебувати в різних областях. Тож давайте досліджувати околиці!

‍

‍

Дами та панове, ласкаво просимо на цю безкоштовну екскурсію. Сьогодні ми відкриємо чудеса та таємниці мозку. Наш спеціальний маршрут зосереджений на інтелекті. У нас усіх є загальне уявлення про те, що таке інтелект, але чи знаходиться він у певному місці? Якщо так, то де саме? Приєднуйтесь до мене, поки ми досліджуємо цей захоплюючий шлях через мозки трьох людей, щоб допомогти зрозуміти це питання.

За завісою номер один знаходиться аналітичний та логічний розум доктора Хауса. Його так звана загальна інтелігентність включає здатність складати головоломки, вирішувати складні проблеми та мати широке розуміння різних тем. Коли приходить новий пацієнт, Хаус слухає, як його команда описує симптоми, і записує їх на дошці.

‍

Зображення показує, як ця слухова та візуальна інформація сприймається через його органи чуття, поки не досягає наших перших зупинок: ділянки мозку за вухом (зелена) та на потилиці (помаранчева). Це так звані скроневі та потиличні частки, два райони, наповнені пильними нейронами; охоронцями та поліцейськими, які виявляють і обробляють те, що відбувається навколо нас.

‍

‍

Усі ці дані потім передаються до верхньої задньої частини голови, до тім'яної кори (пурпурна). Тут головні інспектори інтегрують усю інформацію та формують уявлення про те, що відбувається. Хаус розуміє ситуацію та всю медичну термінологію. Ця область, у свою чергу, інформує наше улюблене місце: префронтальну частину (синя). Найвища частина цього регіону – це чудовий і багатий район, де живуть усі великі риби. Вона відповідає за організацію наших думок і дій. Наш медичний геній розглядає різні розлади, які відповідають списку симптомів, відкидає менш імовірні варіанти, такі як вовчак – адже, давайте зізнаємося, це ніколи не вовчак – і знаходить рішення. Єврика!

‍

‍

Цей науковий спосіб мислення має багато спільного з іншим типом інтелекту, який зазвичай вважається "протилежним" - творчим. Для кожної ролі, яку грає Скарлетт Йоханссон, їй потрібно провести дослідження та гіпотезувати, як може поводитися персонаж. Потім вона експериментує під час репетицій і аналізує, що змінити відповідно до вказівок режисера. Цей процес вимагає здатності використовувати знання та навички для адаптації до нових ситуацій. Адже грати Чорну Вдову - це не те ж саме, що грати матір, яка переживає розлучення.

‍

‍

Кожна нова частина вимагає активації префронтальної кори Скарлетт для аналізу того, як вона підійде до персонажа. Орбітофронтальна кора (темно-синя) має особливе значення, оскільки вона об'єднує сенсорну та емоційну інформацію, що є ключовим моментом у соціальних взаємодіях. Ці нейрони діють як психологи; вони передбачають реакцію інших і відповідно модулюють нашу поведінку. Для цього вона тісно пов'язана з лімбічною системою (сірий), районом, наповненим емоціями. Це було б місцем персонажів Pixar Всередині вийшло. Особливо важливою частиною цієї системи є гіпокамп, міська бібліотека, де зберігаються спогади. У творчому процесі гіпокамп допомагає формувати нові ідеї, об'єднуючи конкретні частини нашого досвіду. Правильне управління цією мережею може навіть дозволити людині виграти Оскар!

‍

Останнє, але не менш важливе, що відбувається, якщо ми зануримось у мозок більш практичного типу інтелекту? МакГайвер може імпровізувати складні пристрої з звичайних предметів за лічені хвилини. Здатність швидко адаптуватися до раптових подій є основною характеристикою виконавчих функцій. Уявіть, що цей секретний агент має врятувати вченого, який застряг під великою сталевою балкою. Як тільки він бачить ситуацію, його розум починає працювати швидко. Інформація досягає багатого району префронтальної кори, де оцінюється ситуація.

‍

У цьому випадку активація вентромедіальної області (темно-синя) є особливо важливою. Ця зона життєво важлива для прийняття рішень на основі загальної картини. Вона має зв'язок з іншими структурами, включаючи мигдалину, район, пов'язаний зі страшними контекстами. МакГайвер контролює свій страх і не панікує. Він знає, що вода може мати величезну силу, і дивиться на пожежний шланг. Вентромедіальна область надсилає інструкції до моторної кори, спільноти старанних операторів кранів, які керують нашими рухами. Ці нейрони дозволяють агенту зав'язати вузол на кінці шланга, пропустити його під балкою і відкрити воду. Шланг надувається, піднімаючи важкий об'єкт. Врятовано!

‍

‍

Як ви можете уявити, ці контури перекриваються і взаємопов'язані в кожній людині. Той, хто є більш аналітичним, зазвичай корелює з більш ефективними префронтальними зонами, тоді як у творчих або практичних людей ваги більш рівномірно розподілені по мережі. Ідеальна людина повинна мати не лише три типи інтелекту, але й знати, коли використовувати кожен з них. Збалансоване рівновагу дозволяє вам добре виконувати завдання в реальному світі. Це те, що психолог Стернберг назвав "успішним інтелектом". Ніхто не казав, що це легко!

‍

‍

Серфінг на хвилях

Звісно, це не єдина теорія, що пояснює різницю в інтелекті серед людей. Окрім нейровізуалізації, інші техніки дозволяють вченим зчитувати інформацію з мозку. Розміщуючи електроди на шкірі голови людини, можна контролювати електричну активність нейронів кори головного мозку. Цей метод називається електроенцефалографією або ЕЕГ. Отримані записи, відомі як мозкові хвилі, є комбінованими сигналами мільйонів нейронів, що спілкуються між собою. Це схоже на те, як слухати гучні оплески в театрі; аплодисменти однієї людини не можна розрізнити, але можна зробити висновок про загальну реакцію публіки на виставу.

‍

Тим самим, замість того, щоб локалізувати активність у конкретних ділянках мозку, ЕЕГ дозволяє нам слухати загальний мовний сигнал нейронів. Як радіостанції, записи можна відрізнити за їхніми частотами. Різні типи коливань залежать, серед інших факторів, від психічних станів.

‍

‍

Навіть у стані спокою, тобто «нічого не роблячи», ритми мозку людей з вищим IQ демонструють незначні відмінності. У розумних людей альфа- та бета-хвилі більш схожі в обох півкулях, ніж у людей із середнім або низьким IQ. Це означає, що розумні люди підтримують збалансовану увагу в обох половинах мозку, будучи більш готовими реагувати на стимули. Якщо ми тепер поставимо їхні мізки під виклик і попросимо запам'ятати адресу, слухаючи інструкції, як туди дістатися, їхня електрична активність почне демонструвати швидкі гамма-осциляції.

‍

Збільшена гамма-активність допомагає досягти вищих рівнів концентрації. Тому не дивно, що вони схильні зростати з ускладненням завдання або з інтелектом людини. Вважається, що ці хвилі пов'язують інформацію з усіх частин мозку, доводячи, що координація нейронних кластерів є важливою для хороших результатів. Більше того, гамма-осциляції, як правило, зменшуються з віком; що узгоджується з нормальним зниженням абстрактного мислення та розв'язання проблем, яке зазвичай спостерігається з віком, ефект, який ми пояснили в нашій статті про IQ та старіння.

‍

‍

Підсумовуючи, одночасна активація нейронних кластерів призводить до синхронізації різних ділянок мозку. Ця комунікація перетворюється на специфічні електричні коливання, чия тонка хореографія необхідна для виконання завдань ефективно.

‍

Мозкові шляхи

Важливо, що люди з вищим рівнем інтелекту швидше і легше вирішують складні проблеми. Швидкість обробки інформації відображається тим, як швидко з'являється мозкова хвиля після стимулу. Наприклад, коли ми чуємо, як музикант грає невірну ноту, є специфічний пік, званий P300 або сигналом "незвичайного об'єкта". В середньому, він з'являється приблизно через одну третину секунди після помилки виконавця. Однак, деякі дослідження виявили, що чим швидше P300 з'являється в ЕЕГ, тим вищий IQ має людина.

‍

‍

У нашому "підході до безкоштовних турів" швидкість, з якою сигнал подорожує від однієї туристичної зупинки до іншої, залежить від доріг, які їх з'єднують. Врешті-решт, їхати вторинною дорогою в поганих умовах не те ж саме, що на новій автомагістралі. Так само стан білої речовини в мозку визначає, наскільки добре спілкуються дві області. Вони складаються з нервових волокон, які простягаються від однієї області мозку до іншої, передаючи інформацію. Дослідники з університету Единбурга виявили, що, дійсно, цілісність білої речовини безпосередньо пов'язана зі швидкістю обробки інформації та загальним інтелектом‍.

‍

На завершення, інтелект виникає з комплексної взаємодії точних ділянок мозку. Їхня швидка комунікація дозволяє поєднувати їхні функції, які потім перетворюються на електричні імпульси, що контролюють наші реакції на зовнішні проблеми. Ми можемо уявити це як своєрідний код Морзе, який врешті-решт визначає наші думки та дії. Розгадка цього алфавіту дозволила б нам читати думки людей, як у X-men. Хоча доктор Ксав'є далеко від реальності, команда реального доктора Адольфса вже навчила алгоритм передбачати інтелект за нейровізуалізаційними сканами. Лише поглянувши на мозки людей, які відпочивають, вдалося оцінити їхній IQ. Тож, якщо ви коли-небудь вдавали з себе розумника, будьте обережні! Можливо, настав час відступити.

‍