Forskning om hjärnans kopplingar och deras samband med intelligens ger nya insikter i mänsklig kognition, bortom traditionella intelligenstest. Genom att undersöka hjärnans nätverk och aktivitetsmönster har forskare vid Julius-Maximilians-Universität Würzburg nu lyckats förutsäga intelligens på ett mer nyanserat sätt. Deras studieresultat för oss närmare en djupare förståelse av de processer som styr våra mentala förmågor.
Premium Kaffebönor för alla smaker
Upptäck de bästa kaffesorterna från Coffee Friend – perfekt för morgonen eller eftermiddagskaffet.
Den mänskliga hjärnan är kroppens centrala kontrollorgan. Den bearbetar sensorisk information och möjliggör för oss att forma tankar, fatta beslut och lagra kunskap. Men trots detta organs enorma kapacitet, är det nästan paradoxalt hur lite vi fortfarande vet om den. Det här blir särskilt tydligt när vi ser på hur vi förutsäger och mäter intelligens, ofta genom intelligenstest, där resultaten inte alltid speglar hela hjärnans komplexitet och potential.
Forskare vid Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) är nu dock bland dem som, med hjälp av maskininlärning, närmar sig en större förståelse för mänsklig kognition.
Deras senaste studie på området publicerades nyligen i den vetenskapliga tidskriften PNAS Nexus.
Förutsäga intelligens från hjärnans kopplingar
I studien använde forskarna datamängder från ett storskaligt datadelningprojekt baserat i USA: Human Connectome Project. Med hjälp av fMRI – en avbildningsteknik som mäter förändringar i hjärnaktivitet – undersöktes över 800 personer, både i vila och när de utförde olika uppgifter.
Forskarteamet i Würzburg tittade på olika kopplingar som kartlägger kommunikationsstyrkan mellan olika hjärnregioner och gjorde förutsägelser om individers intelligenstest baserat på dessa observationer.
– Många studier som förutspår intelligens baserat på hjärnans kopplingar har publicerats de senaste åren, och dessa har visat sig ge ganska precisa förutsägelser, säger Kirsten Hilger, forskare och huvudförfattare till studien, i ett pressmeddelande.
– Neuroforskare ifrågasätter dock deras djupare mening, eftersom förutsägelserna aldrig kan vara lika precisa som resultaten från ett intelligenstest. Vår ambition med denna studie var därför att gå bortom enbart förutsägelsen av intelligenspoäng och istället fördjupa oss i de grundläggande processerna i hjärnan. Vi hoppas att detta ska ge oss en bättre förståelse för individuella skillnader i intelligens.
Kirsten Hilger hoppas även att hennes teams arbete ska inspirera andra forskare och att fler studier i framtiden utformas med målet att förbättra den konceptuella förståelsen av mänsklig kognition.
Tre typer av intelligens
I studien särskilde forskarna tre typer av intelligens i sina förutsägelser: Flytande intelligens, som handlar om förmågan att lösa logiska problem, känna igen mönster och bearbeta ny information, oberoende av befintlig kunskap eller inlärda färdigheter.
Kristalliserad intelligens, å andra sidan, omfattar den kunskap och de färdigheter som en person förvärvar under sitt liv. Detta inkluderar allmän kunskap, erfarenheter och förståelse för språk och begrepp, och utvecklas genom utbildning och livserfarenhet.
Tillsammans utgör dessa två former av intelligens den tredje intelligensen – den generella intelligensen. Den bästa förutsägelsen uppnåddes för generell intelligens, följt av kristalliserad och därefter flytande intelligens.
Hjärnövergripande kopplingar – bäst på att förutspå intelligens
Valet av de hjärnkopplingar som skulle undersökas i studien grundades på olika teoretiska överväganden, och även slumpmässigt valda kopplingar testades. En viktig observation var att fördelningen och det totala antalet kopplingar i hela hjärnan hade störst betydelse för intelligensen – detta var viktigare än mellan vilka specifika hjärnregioner kopplingarna fanns.
– Utbytbarheten hos de valda kopplingarna tyder på att intelligens är en global egenskap för hela hjärnan. I vår studie kunde vi förutsäga intelligens inte bara utifrån en specifik grupp av hjärnkopplingar, utan från olika kombinationer av kopplingar som var spridda över hela hjärnan, säger Hilger.
Resultat som överträffar etablerade teorier
Medan etablerade teorier om intelligens ofta fokuserar på specifika områden i hjärnan, som den prefrontala cortex, tyder resultaten från denna nya studie på att kopplingar mellan andra hjärnregioner också spelar en viktig roll för intelligens.
– Kopplingarna mellan hjärnregioner som föreslås i de mest välkända neurokognitiva modellerna för intelligens gav visserligen bättre resultat än slumpmässigt valda kopplingar. Dock var resultaten ännu mer lovande när kompletterande kopplingar lades till, säger Hilger.
Sammanfattningsvis tyder resultaten från studien på att det finns fler aspekter av intelligens än vad som tidigare har antagits, och att dessa väntar på att bli förstådda i framtiden.
Publikation
Jonas A Thiele, Joshua Faskowitz, Olaf Sporns, Kirsten Hilger. Choosing explanation over performance: Insights from machine learning-based prediction of human intelligence from brain connectivity. PNAS Nexus, 2024; 3 (12) DOI: 10.1093/pnasnexus/pgae519
Läs mer om hjärnan här.
