Нейровизуализирующее тестирование интеллекта
Тестирование интеллекта с помощью нейровизуализации касается использования методов нейровизуализации человека для оценки интеллекта . Технология нейровизуализации продвинулась настолько, что ученые надеются все чаще использовать нейровизуализацию для исследования функций мозга, связанных с IQ .
IQ-тестирование
[ редактировать ]Традиционные тесты IQ отслеживают действия тестируемого с помощью стандартизированной совокупности образцов поведения. Полученный стандартный показатель IQ является предметом многочисленных исследований, поскольку психологи проверяют корреляцию между IQ и другими жизненными показателями. Тесты Векслера на IQ для взрослых и детей уже давно считаются «золотым стандартом» тестирования IQ. [1]
Нейронные основы интеллекта
[ редактировать ]Различные методы тестирования на основе изображений позволяют выявить разные признаки интеллекта. В этом обзоре анализировались типы интеллекта: подвижный интеллект (Gf), общий интеллект (g) и кристаллизованный интеллект (Gc). В ранних исследованиях использовалась информация пациентов с повреждением головного мозга, отмечая изменения в показателях интеллекта, которые коррелировали с определенными областями мозга. По мере совершенствования технологий визуализации росли и возможности более глубокого нейроанализа. Исследования МРТ показали, что объем серого вещества коррелирует с интеллектом, что подтверждает выводы, сделанные в отношении размера мозга/головы и интеллекта. Кроме того, исследования ПЭТ и фМРТ позволили получить больше информации о функциональности определенных областей мозга. Записывая и интерпретируя мозговую активность испытуемых при выполнении различных задач, исследователи могут установить связь между типами задач (и, следовательно, типом интеллекта), которые задействуют определенные области мозга. Знание того, как используются части мозга, может дать больше информации о структуре и иерархии, используемой в развитии нейронов. Это также может предоставить интересную информацию о путях прохождения нервных сигналов по нервной системе. Тестирование на основе изображений может позволить исследователям выяснить, почему определенные нейроны связаны, действительно ли они выровнены целенаправленным образом и, следовательно, как восстановить такие пути в случае их повреждения. [2]
В целом существует два типа исследований интеллекта: психометрические и биологические. Биологические подходы используют методы нейровизуализации и исследуют функции мозга. Психометрия фокусируется на умственных способностях. Ян Дири и его коллеги предполагают, что большее совпадение этих методов позволит выявить новые результаты. [3]
Психометрия
[ редактировать ]Психометрия — это область исследований, специально посвященная психологическим измерениям и предполагающая две основные задачи: (i) создание инструментов и процедур измерения; и (ii) развитие и совершенствование теоретических подходов к измерениям. Мозговые тесты интеллекта касаются обоих этих аспектов. Современные методы были разработаны, чтобы сосредоточиться на нескольких биологических характеристиках: ERP мозга, размере мозга и скорости нейронной проводимости. Для измерения этих вещей использовались различные инструменты.
Потенциалы, связанные с событиями мозга (ERP)
[ редактировать ]Мозговые ERP позволяют «упорядочивать» психологически интересную обработку. Эти потенциалы, связанные с событиями, представляют собой измеренные реакции мозга на определенные стимулы, такие как сенсорные, когнитивные или двигательные события. ERP, по сравнению с «умственной скоростью», продемонстрировал отрицательную корреляцию с IQ. Исследования ERP показывают, что люди с высоким IQ имеют более быстрое время реакции в некоторых тестовых условиях, имеют различимые формы сигналов ERP, которые отличаются от таковых у людей с более низким IQ, и могут иметь меньшую изменчивость в их ERP. Отсутствие вариативности предполагает, что люди с высоким IQ будут иметь хорошие результаты в различных ситуациях тестирования. [4]
ССП можно измерить с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), при которой электроды, помещаемые на кожу головы, измеряют электрическую активность мозга. Сама форма сигнала ERP строится на основе усредненных результатов многих испытаний (100 и более). Среднее значение уменьшает сигнальный шум от случайной активности мозга, оставляя только ERP. [5] Преимущество ERP заключается в том, что они непрерывно измеряют обработку между стимулом и реакцией. Наличие этого потока информации позволяет увидеть, где на электрическую активность мозга влияют конкретные стимулы. [6]
Размер мозга
[ редактировать ]Используя МРТ, исследователи могут получить объемные измерения размера мозга . Некоторые исследования пытались объяснить взаимосвязь между размером мозга (то есть объемом) и интеллектом, особенно с точки зрения IQ. В целом было обнаружено, что полномасштабный IQ и вербальный IQ имеют более сильную корреляцию с размером мозга, чем IQ производительности. Некоторые считают, что серое и белое вещество конкретно связаны с разными IQ (серое вещество с вербальным IQ и белое вещество с IQ производительности), но результаты не были последовательными. Было обнаружено, что внутри коры на корреляцию с IQ большое влияние оказывает объем префронтального серого вещества. [4]
В исследовании 2009 года изучались внутримозговые объемные соотношения у близнецов. Используя данные МРТ высокого разрешения, они обнаружили сильные корреляции генетических связей между структурами головного мозга. В частности, исследование предполагает, что существует сильная корреляция между типом ткани или пространственной близостью и генами. Изучая различия или их отсутствие в размере мозга детей-близнецов, исследователи пришли к выводу, что люди с общими генами (т.е. близнецы) будут демонстрировать схожие физиологические свойства мозга по сравнению с генетически неродственными людьми. [7] Это исследование предоставляет доказательства генетического влияния структуры и размера мозга, которые, как полагают, каким-то образом влияют на интеллект.
Другое исследование, проведенное в 2006 году, изучило 100 посмертных мозгов, пытаясь найти взаимосвязь между показателем полномасштабной шкалы интеллекта взрослых Векслера и объемом областей его мозга. Перед смертью испытуемые прошли тест WAIS, который измеряет вербальные и зрительно-пространственные способности. Факторами, которые считались важными для связи между размером мозга и интеллектом, были возраст, пол и функциональная латерализация полушарий. Они обнаружили, что общие вербальные способности коррелируют с объёмом мозга у женщин и мужчин-правшей. Однако не во всех группах удалось обнаружить взаимосвязь между способностями и объемом. [8]
Скорость нервной проводимости
[ редактировать ]Скорость нервной проводимости (NCV) изучалась и дала разные результаты. Некоторые выдвинули гипотезу, что «более высокий интеллект связан с большей «нейронной эффективностью». Несколько исследований показали связь между скоростью нервной проводимости и оценками по Многомерной батарее способностей (MAB). Однако другие исследования поставили под сомнение эти утверждения, обнаружив слабую корреляцию между скоростью нервной проводимости и временем реакции (RT). [4]
Прогрессивные матрицы Равена
[ редактировать ]Прогрессивные матрицы Равена (RPM) — это тест, состоящий из 60 вопросов с несколькими вариантами ответов, сложность которых возрастает. RPM основан на распознавании образов и представляет собой невербальный групповой тест, требующий от тестируемого определить недостающий элемент, дополняющий шаблон. Тест предназначен для измерения способности рассуждать. Результаты этих тестов затем сопоставляются с результатами визуализирующих исследований и выявляются взаимосвязи, т.е. более высокие показатели RPM и увеличенный размер конкретной структуры мозга.
Расширенные прогрессивные матрицы Равена
[ редактировать ]Расширенные прогрессивные матрицы Равена (RAPM) — это тест из 36 пунктов, используемый для измерения gF. RAPM проверяет различия в способностях к решению новых задач и рассуждению. Как и в случае с RPM, испытуемые дополняют шаблон, выявляя недостающий фрагмент матрицы 3x3 из списка из восьми вариантов. [9]
Задача n-обратной рабочей памяти (WM)
[ редактировать ]Задача n-back WM обычно используется для измерения когнитивной активности во время нейровизуализации. По мнению Берджесса и др.,
«Обычно считается, что задача n-back требует обновления информации в WM, поскольку для каждого последовательно представленного элемента участник должен решить, соответствует ли он элементу, представленному n попыток назад (где n заранее задано и обычно равно 1, 2 или 3 предмета)».
Находясь внутри аппарата МРТ, испытуемых просят выполнить различные задачи. Затем активность мозга фиксируется и записывается с помощью МРТ, что позволяет сопоставить конкретные реакции мозга с соответствующими задачами n-back. [9]
Методы нейровизуализации
[ редактировать ]ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ
[ редактировать ]Позитронно-эмиссионная томография обнаруживает гамма-лучи, испускаемые индикатором, введенным в организм. Это полезно при нейровизуализации, поскольку предполагается, что области высокой радиоактивности связаны с высокой активностью мозга.
КТ-сканирование
[ редактировать ]Компьютерная аксиальная томография (CAT) или компьютерная томография (КТ) создает томографические изображения тела. Для нейровизуализирующих исследований используются компьютерно обработанные рентгеновские лучи, а степень блокировки рентгеновских лучей различными структурами используется для создания «срезов» изображения мозга. Компьютерная томография особенно полезна для определения размера (объема) конкретных структур головного мозга. [10]
Глобальная связь
[ редактировать ] | Этот раздел в значительной степени или полностью опирается на один источник . ( декабрь 2021 г. ) |
Исследование, проведенное в 2012 году Вашингтонским университетом в Сент-Луисе, описало глобальные связи префронтальной коры. Глобальная связь — это механизм, с помощью которого компоненты лобно-теменной сети мозга могут координировать управление другими задачами. Коул и др. написал это:
«Было обнаружено, что активность области латеральной префронтальной коры (LPFC) позволяет прогнозировать производительность в задачах рабочей памяти с высокими требованиями к контролю, а также демонстрирует высокую глобальную связь. Крайне важно, что глобальная связь в этой области LPFC, включающая связи как внутри, так и за пределами лобно-теменной сети, продемонстрировал весьма избирательную связь с индивидуальными различиями в гибком интеллекте».
Латеральная префронтальная кора представляет собой область интереса, поскольку у людей с травмами этой части мозга часто возникают проблемы с выполнением повседневных задач, таких как планирование своего дня. Считается, что LPFC важен для «способности когнитивного контроля», которую можно использовать для прогнозирования будущих результатов, таких как успех в школе и на рабочем месте. Его обнаружили ван ден Хеувел и др. что люди с более высоким интеллектом используют более эффективную организацию сети всего мозга. Это привело к мысли, что способность когнитивного контроля может поддерживаться этими свойствами сети всего мозга. В исследовании 2012 года использовался теоретический подход к данным нейровизуализации, известный как глобальная связность мозга (GBC) или центральность взвешенной степени. GBC позволил исследователям внимательно изучить конкретные регионы и их возможности связи. Тогда стало возможным изучить роль каждого региона в когнитивном контроле и интеллекте человека. В исследовании использовалась фМРТ для сбора данных и изучения связей каждого региона. [11]
Этические последствия
[ редактировать ]Конфиденциальность и конфиденциальность являются основными проблемами в исследованиях нейровизуализации. С помощью анатомических изображений высокого разрешения, например, полученных с помощью фМРТ , можно идентифицировать отдельных субъектов, подвергая их личную/ медицинскую конфиденциальность риску МРТ можно создать поверхностные изображения мозга и лица . С помощью объемной , которые можно сочетать с фотографиями для идентификации человека. [12]
Все больше признается, что существует нейробиологическая основа интеллекта (по крайней мере, для рассуждений и решения проблем). Успех этих разведывательных исследований вызывает этические проблемы. Большую озабоченность населения в целом вызывает вопрос расы и интеллекта . Хотя между расовыми группами обнаружено мало различий, на общественное восприятие исследований разведки негативно повлияли опасения расизма . Важно учитывать последствия исследований, изучающих различия в интеллекте среди групп населения (расовых или этнических), и этично ли проводить эти исследования. Исследование, предполагающее, что одна группа биологически более умна, чем другая, может вызвать напряженность. Это заставило нейробиологов неохотно исследовать индивидуальные или групповые различия в интеллекте, поскольку они могут быть восприняты как расистские. [13]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мейер и Уивер 2005 , с. 219 Campbell 2006 , стр. 66 Strauss, Sherman & Spreen 2006 , стр. 283 Foote 2007 , стр. 468 Kaufman & Lichtenberger 2006 , стр. 7 Hunt 2011 , стр. 7. 12
- ^ Грей, младший; Томпсон, премьер-министр (2004). «Нейробиология интеллекта: наука и этика». Обзоры природы. Нейронаука . 5 (6): 471–82. дои : 10.1038/nrn1405 . ПМИД 15152197 . S2CID 2430677 .
- ^ Дорогой, Ян Дж.; Остин, Элизабет Дж.; Кэрил, Питер Г. (1 января 2000 г.). «Тестирование против понимания человеческого интеллекта». Психология, государственная политика и право . 6 (1): 180–190. дои : 10.1037/1076-8971.6.1.180 .
- ^ Jump up to: а б с Дорогой, Эй Джей; Кэрил, PG (август 1997 г.). «Нейронаука и различия в человеческом интеллекте». Тенденции в нейронауках . 20 (8): 365–71. дои : 10.1016/S0166-2236(97)01070-9 . ПМИД 9246731 . S2CID 13295937 .
- ^ Рагг, под редакцией Майкла Д.; Коулз, Майкл Г.Х. (1996). Электрофизиология разума, связанных с событиями потенциалов мозга и познания (перепечатано под ред.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780198524168 .
{{cite book}}:|first=имеет общее имя ( справка ) - ^ Удача, Стивен Дж. (2005). Введение в технику событийного потенциала . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. стр. 21–23 . ISBN 978-0-262-62196-0 .
- ^ Шмитт, Дж. Э.; Уоллес, GL; Ленрут, РК; Ордаз, ЮВ; Гринштейн, Д; Класен, Л; Кендлер, Канзас; Нил, MC; Гидд, Дж. Н. (март 2010 г.). «Двойное исследование внутримозговых объемных отношений» . Генетика поведения . 40 (2): 114–24. дои : 10.1007/s10519-010-9332-6 . ПМЦ 3403699 . ПМИД 20112130 .
- ^ Вительсон, Сан-Франциско (26 октября 2005 г.). «Интеллект и размер мозга в 100 посмертных мозгах: пол, латерализация и возрастные факторы» . Мозг . 129 (2): 386–398. дои : 10.1093/brain/awh696 . ПМИД 16339797 .
- ^ Jump up to: а б Берджесс, Грегори К.; Грей, Джереми Р.; Конвей, Эндрю Р.А.; Бравер, Тодд С. (1 января 2011 г.). «Нейронные механизмы контроля помех лежат в основе взаимосвязи между подвижным интеллектом и объемом рабочей памяти» . Журнал экспериментальной психологии: Общие сведения . 140 (4): 674–692. дои : 10.1037/a0024695 . ПМЦ 3930174 . ПМИД 21787103 .
- ^ Дживс, Малькольм (1993). Поля разума: размышления о науке о разуме и мозге . Хоумбуш-Уэст, Новый Южный Уэльс: Издательство Anzea. п. 21. ISBN 9780858925250 .
- ^ Коул, МВт; Яркони, Т.; Реповс Г.; Антицевич, А.; Бравер, Т.С. (июнь 2012 г.). «Глобальная связь префронтальной коры предсказывает когнитивный контроль и интеллект» . Дж. Нейроски . 32 (26): 8988–99. doi : 10.1523/JNEUROSCI.0536-12.2012 . ПМК 3392686 . ПМИД 22745498 .
- ^ Кулынич, Дж. (декабрь 2002 г.). «Правовые и этические проблемы исследований в области нейровизуализации: защита людей, конфиденциальность медицинских данных и публичное обнародование результатов исследований». Мозг и познание . 50 (3): 345–57. дои : 10.1016/S0278-2626(02)00518-3 . ПМИД 12480482 . S2CID 2559078 .
- ^ Грей, Джереми Р.; Томпсон, Пол М. (1 июня 2004 г.). «Нейробиология интеллекта: наука и этика». Обзоры природы Неврология . 5 (6): 471–482. дои : 10.1038/nrn1405 . ПМИД 15152197 . S2CID 2430677 .