耶魯神經科學掃描大腦判斷人類智力,區分準確率達99%



【新智元導讀】神經科學家能通過掃描大腦知道一個人的智力水平,不僅如此,只需通過掃描大腦,還能夠知道一個人的長處和短處。耶魯大學的研究人員通過一系列不同的測試來評估參與者的記憶力、智力、運動能力和抽象思維能力。他們發現,每個人的連接體都是獨一無二的,就如指紋一樣。根據大腦的掃描成像,研究者能區分每一個參與者,準確率達到 99%。

你覺得你在某方面非常有天分嗎?比如非常擅長某種樂器、某類運動,或某個科目,例如數學?這些“天分”可能跟你的大腦的連接方式有關。不同的人有不同的天分。這些“天分”存儲于大腦的不同位置,而隨著科學家對大腦的了解越來越多,他們發現大腦中存儲天分的位置是“神經連接體”(connectome),即不同區域間的連接。

神經科學家能通過掃描大腦知道一個人的智力水平,這在今天聽起來仍然像科幻一樣。不僅如此,只需通過掃描大腦,還能夠知道一個人的長處和短處,這只是時間問題。這項研究由耶魯大學的研究人員主導。研究人員把該語境下的“智力”稱為“抽象推理”(abstract reasoning),也稱“流體智力”(fluid intelligence),是指識別模式、解決問題、發現關系的能力。流體智力被認為是學業表現的一致性預測器。然而,抽象推理難以通過教導學會,而標準化測試中通常也不考。

研究人員通過對126名參與者的大腦進行功能磁共振成像(fMRI)來準確預測參與者做一個特定測試的表現,這些參與者都是人類連接體計劃(Human Connectome Project)的志愿者。人類連接體計劃的目的是描繪大腦的全部連接,以更好地了解這些連接如何起作用,以及它們與人的智力、情緒等的關系。在這項研究中,耶魯大學的研究人員通過一系列不同的測試來評估參與者的記憶力、智力、運動能力和抽象思維能力。

研究人員能夠描繪268個獨立腦區的連接(相關論文發表在 Nature Neuroscience)。他們能知道連接的強度、活躍程度,以及腦區之間如何協調活動。他們發現,每個人的連接體都是獨一無二的,就如指紋一樣。根據大腦的掃描成像,研究者能區分每一個參與者,準確率達到 99%。耶魯大學的研究者還能知道參與者對測試的內容是全神投入還是漠不關心。

Emily Finn 是耶魯大學神經研究組的博士生以及該研究的共同作者,她說:“特定的腦區之間交流越多,人就能越快地處理信息,推理的能力越好?!倍鄶登闆r下,流體智力與大腦額葉和頂葉之間的連接有關。這兩個區域間的交流越強、越快,參與者在抽象思維測試中的得分越高。這兩個區域是大腦發育最晚的腦區,它們擁有更高級的功能,例如記憶力和語言能力,這些是人之所以為人的最本質的能力。

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圖:真實大腦中的軸突神經纖維。via Wikimedia Commons

耶魯研究人員認為,更好地了解人類連接體有助于找到治療精神疾病的新方法。例如精神分裂癥,每個患者的癥狀都非常不同。通過找出患者的特殊之處,醫生能夠根據患者的需要進行定制化的治療。了解一個人的連接體能夠觀察疾病的進展,以及觀察患者對某些療法或藥物是否有反應,有怎樣的反應。當然,了解人類連接體也有另外一些用途,不管這些用途是好是壞。

例如,根據該研究另一作者 Todd Constable 的說法,你可以通過掃描孩子的大腦來了解他們的學業情況。也可以通過掃描應聘者的大腦來決定他們是否有能力從事某項工作,或者他們應該從事某一特定職業。大腦掃描還能告訴你誰有容易成癮的傾向,或者某個學生在哪一種學習環境中最能進步。學校的課程甚至可以根據學生腦掃描的結果每天改變,以適應學生的需求。高考也不必要了,用簡單的大腦掃描代替即可。

Peter Bandettini 是國家心理健康研究所(NIMH)的功能成像方法的主管,他說,假如不考慮倫理問題,腦掃描總有一天會被雇主用于挑選雇員,腦掃描能夠告訴雇主哪些潛在的候選人擁有最理想的天分,最合適的個性特征,以及勤勉、努力,等等任何特質。加州大學歐文分校研究員 Richard Haier 預測,監獄管理中可能會使用這樣的掃描來了解哪些犯人最具暴力傾向。

甚至將來某天,我們能利用這樣的研究了解如何增強人類智力。但應該記住的是,對人類智力的研究仍處于起步階段。根據耶魯大學科學家的說法,我們正在朝這個方向發展。




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