Теория теменно-лобной интеграции
Теория теменно-лобной интеграции ( P-FIT ) считает, что интеллект связан с тем, насколько хорошо различные области мозга интегрируются для формирования разумного поведения. Теория теменной предполагает, что крупномасштабные сети мозга соединяют области мозга , включая области лобной , , височной и поясной коры, и лежат в основе биологической основы человеческого интеллекта . Эти области, которые в значительной степени пересекаются с сетью задач , позволяют мозгу эффективно общаться и обмениваться информацией друг с другом. Поддержка этой теории в первую очередь основана на данных нейровизуализации , а также на исследованиях поражений . P-FIT оказывает влияние, поскольку объясняет большинство текущих результатов нейровизуализации , а также увеличивает эмпирическую поддержку того, что познание является результатом крупномасштабных сетей мозга , а не многочисленных доменно-специфичных процессов или модулей . [1] В обзоре нейробиологии интеллекта 2010 года P-FIT описывается как «лучший доступный ответ на вопрос о том, в какой части мозга находится интеллект». [2]
Теория
[ редактировать ]Общий интеллект требует определенных участков мозга и включает в себя:
- Сенсорная обработка, прежде всего в зрительных и слуховых модальностях, включая определенные височные и теменные области.
- Сенсорное абстрагирование и обработка теменной корой ( особенно супрамаргинальной, верхней теменной и угловой извилинами)
- Взаимодействие теменной коры и лобных долей для проверки гипотез и доступных решений
- Выбор ответа и ингибирование конкурирующих ответов передней поясной извилиной.
Эта теория предполагает, что более высокий общий интеллект у людей является результатом большей эффективности связи между дорсолатеральной префронтальной корой , теменной долей, передней поясной извилиной коры и определенными височными и теменными областями коры.
Доказательства нейровизуализации
[ редактировать ] |
Юнг и Хайер (2007)
[ редактировать ]Юнг и Хайер (2007) предложили P-FIT в обзоре 37 исследований нейровизуализации с общим количеством участников 1557 человек. В обзор были включены только методы нейровизуализации с высоким пространственным разрешением для изучения структурных и функциональных коррелятов интеллекта. В ходе структурных исследований нейровизуализации (с использованием воксельной морфометрии, магнитно-резонансной спектроскопии и диффузионно-тензорной визуализации) Юнг и Хайер обнаружили, что полномасштабные показатели IQ по шкале интеллекта Векслера коррелируют с лобными и теменными областями более чем в 40% из 11 пациентов. исследования. [3] Более 30% исследований, в которых полномасштабный IQ использовался в качестве меры интеллекта, коррелировали с левой поясной извилиной , а также с левой и правой лобными областями. Однако не наблюдалось структурных корреляций между областями височной и затылочной долей ни по одной из шкал интеллекта. Авторы объясняют этот противоречивый вывод зависимостью отношений между интеллектуальной деятельностью и этими областями мозга от задачи.
В ходе функциональных исследований авторы обнаружили, что более 40% исследований, включенных в обзор, обнаружили корреляции между двусторонними активациями в лобной и затылочной коре и интеллектом. В этих исследованиях активация в левом полушарии обычно была значительно выше, чем в правом. Аналогичным образом, двусторонние корковые области в затылочной доле, такие как BA ( область Бродмана ) 19, активировались во время рассуждений более чем в 40% исследований. Здесь левая активация также имела тенденцию быть большей, чем активация правого полушария. [3]
В рассмотренных исследованиях функциональной визуализации теменная доля постоянно участвовала в задачах рассуждения: BA 7 активировался более чем в 70% исследований, а активация BA 40 наблюдалась более чем в 60% исследований. [3]
Признавая корреляционную природу нейровизуализации, авторы дополняют свой обзор нейровизуализации более коротким обзором данных исследований повреждений и геномики визуализации относительно биологической основы интеллекта. Авторы приходят к выводу, что данные о поражениях подтверждают теорию интеллекта P-FIT. Кроме того, на основе обзора геномных исследований изображений, авторы предполагают опосредующую роль генов ASPM и микроцефалина во взаимосвязи между объемами серого и белого вещества областей, участвующих в теории P-FIT.
Дополнительные доказательства структурной визуализации
[ редактировать ]Хайер и др. (2009) предоставили дополнительные доказательства нейровизуализации P-FIT, исследуя корреляцию между g и объемом серого вещества. Это было сделано для того, чтобы увидеть, ли психометрическая g связана с определенным нейронным субстратом или нейро- g . Авторы утверждают, что предыдущие исследования, изучающие нейронные корреляты g, в основном использовали косвенные измерения g , что делает результаты этих исследований неубедительными. [4] были использованы оценки 6292 участников по восьми когнитивным тестам Для получения g , а небольшая группа из 40 участников также была просканирована с использованием воксельной морфометрии . Факты указывают на то, что нейронные корреляты g частично зависят от типа теста, используемого для получения g , несмотря на данные, указывающие на то, что g, полученное на основе разных тестов, задействует одну и ту же основную психометрическую конструкцию. [5] Авторы предполагают, что это может частично объяснить некоторые различия в результатах нейровизуализации, рассмотренных Юнгом и Хайером (2007).
В том же году исследование Колома и его коллег также измерило корреляты g серого вещества у 100 здоровых взрослых испанцев. Подобно Haier et al. (2009), прямая мера g была получена с помощью батареи, измеряющей жидкие, кристаллизованные и пространственные аспекты интеллекта. [6] Хотя авторы обнаруживают некоторые различия между теорией P-FIT и своими результатами, они приходят к выводу, что их результаты подтверждают теорию P-FIT. К выявленным несоответствиям относятся кластеры вокселов в лобных полях глаза, нижней и средней височной извилине, областях, участвующих в планировании сложных движений, зрительной обработке высокого уровня соответственно. [6]
Доказательства функциональной визуализации
[ редактировать ]Вахтин и др. (2014) решили идентифицировать функциональные сети, связанные с изменчивым интеллектом , измеренные как с помощью стандартной, так и расширенной версии теста прогрессивных матриц Равена . Используя фМРТ, Вахтин и др. обнаружили дискретный набор сетей, связанных с плавным мышлением, включая дорсолатеральную кору, нижнюю и теменную дольку, переднюю поясную извилину, а также височную и затылочную области. [7] Авторы утверждают, что это «в целом соответствует» [7] с теорией P-FIT. Авторы просканировали 79 студентов американских университетов по три раза каждый, причем один сеанс проходил в «состоянии покоя», а в двух других участникам предлагалось решить задачи, взятые из стандартных и расширенных прогрессивных матриц Равена. Во время рассуждения были активированы сети внимания, когнитивные, сенсомоторные, зрительные и стандартные сети.
Данные исследований поражений
[ редактировать ]В большинстве исследований, предоставляющих доказательства поражения в соответствии с теорией P-FIT, используется картирование симптомов поражения на основе вокселей — метод, при котором баллы по батарее тестов интеллекта сравниваются между участниками с поражением и без поражения в каждом вокселе . Это позволяет идентифицировать регионы, играющие причинную роль в производительности по тестовым показателям, поскольку показывает, где повреждение головного мозга может повлиять на производительность. [8]
Глешер и др. (2010) исследовали, имеет ли g различные нейронные субстраты или же он связан с глобальными нейронными свойствами, такими как общий объем мозга. Используя воксельное картирование симптомов поражения, Gläscher et al. (2010) обнаружили значительную связь между показателями g и областями преимущественно в левом полушарии, а также основными областями белого вещества в височной, теменной и нижней лобной областях. [9] Только одна область мозга была уникальной для g — зона Бродмана 10 в левом лобном полюсе. Остальные области, активируемые g, использовались совместно с субтестами шкалы интеллекта взрослых Векслера (WAIS), набора тестов, используемого для расчета g .
Исследование 182 мужчин -ветеранов из реестра Фазы 3 Вьетнамского исследования травм головы выявило несколько областей, вовлеченных в теорию P-FIT. [10] Барби, Колом, Соломон, Крюгер и Форбс (2012) используют картирование симптомов поражения на основе вокселей для выявления областей, которые мешают работе WAIS и системы исполнительных функций Делиса-Каплана . Авторы включают только пять показателей системы Делиса-Каплана, которые, как известно, особенно чувствительны к повреждению лобных долей. Результаты показывают, что g , рассчитанный на основе набора тестов WAIS, имеет общие нейронные субстраты с несколькими подтестами WAIS, такими как вербальное понимание, рабочая память, перцептивная организация и скорость обработки информации. Известно, что вовлеченные области участвуют в языковой обработке, рабочей памяти, пространственной и двигательной обработке, а также в основных путях белого вещества, включая дугообразный пучок , который соединяет височную, теменную и нижнюю лобную области. Было обнаружено, что лобные и теменные доли имеют решающее значение для процессов исполнительного контроля, о чем свидетельствуют значительно худшие показатели конкретных субтестов исполнительных функций у участников с повреждением лобных и теменных областей, а также путей белого вещества, соединяющих эти области, таких как верхний лобно-затылочный пучок.
Проблемы с теорией
[ редактировать ]Критики P-FIT публикуется мало, и она считается лучшей современной моделью биологической основы человеческого интеллекта. [2] Тем не менее, остаются вопросы относительно биологического функционирования интеллекта. Обзор методов, используемых для выявления крупномасштабных сетей, участвующих в познании, подчеркивает важность многомерного контекста в понимании нейронных основ когнитивных процессов. [1] Хотя этот обзор не подвергает прямой критике P-FIT, авторы предупреждают, что исследования структурной визуализации и поражений, хотя и полезны для вовлечения определенных областей в процессы, мало что делают для выяснения динамической природы когнитивных процессов. Более того, обзор нейробиологии интеллекта подчеркивает необходимость исследований для рассмотрения различных когнитивных и нейронных стратегий, которые люди могут использовать при выполнении когнитивных задач. [2]
Совместимость с другими биологическими коррелятами интеллекта
[ редактировать ]P-FIT полностью совместим с гипотезой эффективности нейронов и подтверждается доказательствами взаимосвязи между целостностью белого вещества и интеллектом. Например, исследование показывает, что целостность белого вещества обеспечивает нейронную основу для быстрой обработки информации, которая считается центральной для общего интеллекта. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Бресслер С.Л. и Менон В. (2010). Крупномасштабные сети мозга в познании: новые методы и принципы. Тенденции в когнитивных науках, 14 (6), 277–290. doi:10.1016/j.tics.2010.04.004
- ^ Jump up to: а б с Дири, И.Дж., Пенке, Л., и Джонсон, В. (2010). Нейронаука различий человеческого интеллекта. Nature Reviews Neuroscience , 11 (3), 201–211. [дои:10.1038/nrn2793]
- ^ Jump up to: а б с Юнг, Р.Э., и Хайер, Р.Дж. (2007). Теория теменно-лобной интеграции (P-FIT) интеллекта: сходящиеся данные нейровизуализации. Поведенческие науки и науки о мозге, 30 , 135–187.
- ^ Хайер, Р.Дж., Колом, Р., Шредер, Д.Х., Кондон, Калифорния, Тан, К., Ивс, Э. и Хед, К. (2009). Серое вещество и факторы интеллекта: существует ли нейро-г? Интеллект, 37 (2), 136–144. doi:10.1016/j.intell.2008.10.011
- ^ Джонсон, В., те Нидженхейс, Дж. , и Бушар, Т.Дж. (2008). По-прежнему всего 1 г: стабильные результаты пяти тестовых батарей. Интеллект, 36, 81−95
- ^ Jump up to: а б Колом Р., Хайер Р.Дж., Хед К., Альварес-Линера Дж., Уирога М.А., Ши П.С. и Юнг Р.Э. (2009). Корреляты серого вещества жидкого, кристаллизованного и пространственного интеллекта: проверка модели P-FIT. Интеллект, 37, 124–135. [doi:10.1016/j.intell.2008.07.007]
- ^ Jump up to: а б Вахтин А.А., Райман С.Г., Флорес Р.А. и Юнг Р.Э. (2014). Функциональные мозговые сети, способствующие теории теменно-лобной интеграции интеллекта. НейроИмидж, 103, 349–354. doi:10.1016/j.neuroimage.2014.09.055
- ^ Дири, IJ (2012). Интеллект. Ежегодный обзор психологии, 63 (1), 453–482. doi:10.1146/annurev-psych-120710-100353
- ^ Глешер Дж., Рудрауф Д., Колом Р., Пол Л.К., Транел Д., Дамасио Х. и Адольфс Р. (2010). Распределенная нейронная система общего интеллекта, выявленная путем картирования повреждений. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 107 (10), 4705-4709. doi: 10.1093/скан/nss124
- ^ Барби, А.К., Колом, Р., Соломон, Дж., Крюгер, Ф., и Форбс, К. (2012). Интегративная архитектура общего интеллекта и исполнительных функций, выявленная при картировании поражений. Мозговой, 135, 1154–1164. дои: 10.1093/мозг/aws021
- ^ Пенке, Л., Муньос Маньега, С., Бастин, М.Э., Вальдес Эрнандес, MC, Мюррей, К., Ройл, Н.А.,… Дири, И.Дж. (2012). Целостность путей белого вещества мозга как нейронная основа общего интеллекта. Молекулярная психиатрия, 17, 1026–1030. дои:10.1038/mp.2012.66