大脑

高智商大脑解决问题效率更高

研究智力的科学家最困惑的一个问题是:人的智力差异在大脑中是如何体现的?最近,瑞士苏黎世联邦理工学院用脑电图深入研究了人脑的功能差异,证明了智力更高的人在完成中等难度任务时,所需的脑皮层活动更少。

科学家将上述现象称为神经效率假设。以往这只是一种假设,现在科学家为它找到了充分的证据支持。心理学家把工作智力定义为一个人过滤掉不相关的信息,把记忆和新信息联系起来,以适应事物变化的能力。在这些过程中,额叶起着关键作用。

据物理学家组织网日前报道,为测试这些能力,研究人员邀请了 80 名大学生来完成一些涉及工作记忆的、复杂而有变化性的任务,同时用脑电图检测他们的脑电活动。他们用传统的智商测试把志愿者分为两组:一组的智商略高于平均水平,另一组的智商明显高于平均水平。

研究人员发现,两组志愿者在完成很简单或很难的任务时,脑活动没有差别;然而在完成中等难度任务时,脑活动显示出明显差别。该校学习与教学研究教授埃斯贝斯·斯特恩认为,这是由于在执行简单任务时,没人会遇到麻烦;面对困难任务时,即使是高智商志愿者,也要付出更多认知努力。相比之下,所有志愿者都能成功解决中等难度任务,但高智商志愿者需要更少的资源。

斯特恩表示,更聪明的人其大脑解决问题的效率更高。“如果让智力不同的人完成同样的任务,智力更高的人完成任务需要更少的皮层活动。”

这项研究还表明,要“锻炼”工作记忆是不可能的。人们练习了某项任务后,在面对类似的、但是新的任务时,不会比那些未经练习的同伴有任何优势。

大脑神经发育存在“强者愈强”现象

为什么随着年龄的增长学习新技艺变得十分困难?近日,中科院上海生命科学研究院神经科学研究所于翔研究组从脑神经细胞角度给予了新的解释。研究表明,在人类的大脑中,连接各个神经元的“信使”突触和树突棘之间存在着相互竞争关系——强者获得更多的资源走向成熟,弱者被修剪,这一修剪过程在青春期达到峰值,被修剪的“信使”其功能也随之弱化。8 月 7 日,研究成果被《细胞》期刊在线发表。

早前已有大量研究表明,在人类发育早期,树突棘与突触的数目快速增加,形成功能性的神经网络,此时也是拓展技能、开展学习的“关键期”——也就是我们常说青少年接受能力强的原因所在。

然而,细胞内的“养料”是有限的。面对数量庞大的“信使”群,“资源”该如何分配?进入青春期后,大脑开始“洗牌”。通过大量的小鼠实验,于翔研究组发现,各路“信使”之间存在着竞争关系。在“营养资源”有限的情况下,为更有效地再分配“营养资源”,相邻“信使”之间互相竞争,获胜方得以存留并变得更加强大,一旦最初的优势形成,越来越多的“营养”以正反馈的方式不断“滋养”胜利者;而失败者只能被“修剪”。这一过程循环往复,让“强者愈强,弱者愈弱”。因而成年后,再通过学习手段刺激“弱势信使”需要更多时间和精力。

于翔介绍说,重新“洗牌”后,虽然总体“信使”数量减少,但质量却得以保证。同时,于翔强调,大脑具有惊人的可塑性,通过反复学习锻炼,大脑依然可以创造奇迹。