20 دسامبر 2022 -توسط دانشگاه ایلینویز در اوربانا-شامپین -پروفسور آرون باربی، تصویر، و یکی از نویسندگان، ایوان اندرسون دریافتند که در نظر گرفتن ویژگی‌های کل مغز – به جای تمرکز بر مناطق یا شبکه‌های منفرد – امکان پیش‌بینی دقیق‌ترین هوش را فراهم می‌کند. اعتبار: فرد زویکی
دانشمندان دهه‌ها تلاش کرده‌اند تا بفهمند ساختار مغز و اتصال عملکردی چگونه هوش را هدایت می‌کنند. محققان گزارش می دهند که یک تحلیل جدید واضح ترین تصویری را ارائه می دهد که چگونه مناطق مختلف مغز و شبکه های عصبی به توانایی حل مسئله افراد در زمینه های مختلف کمک می کنند، این ویژگی به عنوان هوش عمومی شناخته می شود.
آنها جزئیات یافته های خود را در مجله Human Brain Mapping شرح می دهند.
آرون باربی، استاد روانشناسی، مهندسی زیستی و علوم اعصاب در دانشگاه ایلینویز اوربانا شامپین که کار جدید را رهبری کرد، گفت: این مطالعه از “مدل سازی پیش بینی مبتنی بر اتصال” برای مقایسه پنج نظریه در مورد اینکه مغز چگونه هوش را به وجود می آورد، استفاده کرد.
نویسنده مقاله ایوان اندرسون، که اکنون محققی برای شرکت توپ هوافضا و فناوری است که در آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی کار می کند.
باربی گفت: “برای درک توانایی های شناختی قابل توجهی که زیربنای هوش است، دانشمندان علوم اعصاب به پایه های بیولوژیکی آنها در مغز نگاه می کنند.” نظریه‌های مدرن تلاش می‌کنند توضیح دهند که چگونه ظرفیت ما برای حل مسئله توسط معماری پردازش اطلاعات مغز فعال می‌شود.
اندرسون گفت، درک بیولوژیکی این توانایی‌های شناختی مستلزم «مشخص کردن چگونگی ارتباط تفاوت‌های فردی در هوش و توانایی حل مسئله با معماری زیربنایی و مکانیسم‌های عصبی شبکه‌های مغزی است».
از لحاظ تاریخی، تئوری‌های هوش بر نواحی موضعی مغز مانند قشر جلوی مغز که نقش کلیدی در فرآیندهای شناختی مانند برنامه‌ریزی، حل مسئله و تصمیم‌گیری ایفا می‌کند، متمرکز بودند. باربی گفت: تئوری های جدیدتر بر شبکه های مغزی خاصی تأکید دارند، در حالی که دیگران به بررسی نحوه همپوشانی و تعامل شبکه های مختلف با یکدیگر می پردازند. او و اندرسون این نظریه‌های تثبیت‌شده را در برابر «نظریه‌ی علوم اعصاب شبکه‌ای» خودشان آزمایش کردند، که فرض می‌کند هوش از معماری کلی مغز، شامل ارتباطات قوی و ضعیف، سرچشمه می‌گیرد.
اندرسون گفت: «ارتباطات قوی شامل مراکز بسیار مرتبط پردازش اطلاعات است که زمانی ایجاد می شوند که ما در مورد جهان یاد می گیریم و در حل مشکلات آشنا مهارت پیدا می کنیم. “اتصالات ضعیف پیوندهای عصبی کمتری دارند، اما انعطاف پذیری و حل مسئله را تطبیق می دهند.” این ارتباطات با هم “معماری شبکه ای را فراهم می کنند که برای حل مشکلات متنوعی که در زندگی با آن مواجه می شویم” ضروری است.
برای آزمایش ایده‌های خود، این تیم مجموعه‌ای از 297 دانشجوی لیسانس از نظر جمعیتی متنوع را به‌کار گرفت و ابتدا از هر شرکت‌کننده خواست تا مجموعه‌ای از آزمون‌های طراحی شده برای سنجش مهارت‌های حل مسئله و سازگاری در زمینه‌های مختلف را انجام دهد. باربی گفت: این تست‌ها و تست‌های متنوع مشابه به طور معمول برای اندازه‌گیری هوش عمومی استفاده می‌شوند.
محققان سپس اسکن‌های MRI عملکردی در حالت استراحت را از هر شرکت‌کننده جمع‌آوری کردند.
باربی گفت: «یکی از ویژگی‌های واقعاً جالب مغز انسان این است که چگونه یک صورت فلکی غنی از شبکه‌ها را مجسم می‌کند که حتی در زمان استراحت نیز فعال هستند. این شبکه‌ها زیرساخت بیولوژیکی ذهن را ایجاد می‌کنند و تصور می‌شود که ویژگی‌های ذاتی مغز هستند.»
اینها شامل شبکه frontoparietal است که کنترل شناختی و تصمیم گیری هدفمند را امکان پذیر می کند. شبکه توجه پشتی، که به آگاهی بصری و فضایی کمک می کند. و شبکه برجسته، که توجه را به مرتبط ترین محرک ها هدایت می کند. باربی گفت: مطالعات قبلی نشان داده‌اند که فعالیت این شبکه‌ها و سایر شبکه‌ها زمانی که فرد بیدار است اما درگیر کار یا توجهی به رویدادهای بیرونی نیست، “به طور قابل اعتمادی مهارت‌ها و توانایی‌های شناختی ما را پیش‌بینی می‌کند.”
با آزمون‌های شناختی و داده‌های fMRI، محققان توانستند ارزیابی کنند که کدام نظریه بهترین عملکرد شرکت‌کنندگان در آزمون‌های هوش را پیش‌بینی می‌کند.
اندرسون گفت: “ما می توانیم به طور سیستماتیک بررسی کنیم که یک نظریه چقدر هوش عمومی را بر اساس اتصال مناطق یا شبکه های مغزی که نظریه مستلزم آن است، پیش بینی می کند.” این رویکرد به ما اجازه داد تا به طور مستقیم شواهدی را برای پیش‌بینی‌های علوم اعصاب ارائه شده توسط نظریه‌های فعلی مقایسه کنیم.»
محققان دریافتند که با در نظر گرفتن ویژگی‌های کل مغز، دقیق‌ترین پیش‌بینی‌ها در مورد استعداد حل مسئله و سازگاری فرد ایجاد می‌شود. این امر حتی در هنگام محاسبه تعداد مناطق مغز که در آنالیز گنجانده شده است نیز صادق است.به گفته محققان، سایر نظریه‌ها نیز هوش را پیش‌بینی می‌کردند، اما نظریه‌ی علوم اعصاب شبکه‌ای از برخی جهات بهتر از آن‌هایی بود که محدود به مناطق یا شبکه‌های محلی مغز بود.
باربی گفت: یافته‌ها نشان می‌دهد که «پردازش اطلاعات کلی» در مغز برای اینکه چگونه یک فرد بر چالش‌های شناختی غلبه کند، اساسی است.
او گفت: «به‌جای اینکه از یک منطقه یا شبکه خاص سرچشمه بگیرد، به نظر می‌رسد که هوش از معماری کلی مغز بیرون می‌آید و کارایی و انعطاف‌پذیری عملکرد شبکه در سراسر سیستم را منعکس می‌کند».
باربی همچنین عضو هیأت علمی مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته بکمن، مؤسسه زیست شناسی ژنومیک کارل آر ووز و استاد علوم گفتار و شنوایی و عضو برنامه علوم اعصاب در U. of I است.
