科學突破揭示了人類智力的終極預測?

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當我們深入研究支撐我們認知能力的複雜神經網絡時,我們越來越接近揭示人類智力的奧秘。這不僅為提升問題解決能力和適應能力提供了契機,也為釋放人類思維的全部潛力打開了大門。

科技正以前所未有的速度和規模發展,引發多個領域的變革,塑造了新的商業模式,甚至重塑了全新社會結構。我們一起,從科技創新中洞察社會轉型和升級的機遇。

狂呼科技研究所聚焦科技創新對當今世界的影響,以獨特、前瞻的科技視角,洞察科技時代下涌現的“創新革命”。

狂呼,以最具突破性的技朮塑造我們的未來,為大眾捕捉科技商業先機,探索當今人類社會面臨的重大挑戰。

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數十年來,科學家一直在不懈地追求對智力的深入理解。人類大腦的複雜結構和功能之間的錯綜關係仍然是一個謎。然而,最近的一項突破性分析為我們提供了前所未有的洞察,揭示了大腦不同區域和神經網路如何協同作用,促使一個人具備解決問題的能力,同時揭示了所謂的一般智力的神秘特徵。

這項研究由伊利諾大學厄巴納-香檳分校的傑出心理學、生物工程和神經科學教授阿倫·巴貝/Aron Barbey領導,與在空軍研究實驗室工作的鮑爾航空航天技術公司研究員埃文·安德森/Evan Anderson合作,為我們提供了一種新的生物學視角,以探索智慧的基礎。

他們的研究結果發表在“Human Brain Mapping”雜誌上,更清晰地呈現了大腦在解決問題時的功能和適應性。這項研究運用了一種新穎的方法,稱為“基於連接組的預測建模”。該方法探索了五種有名的理論,這些理論關於推動智力的神經機制。正如阿倫·巴貝所解釋的,“為了深入了解非凡的認知能力背後的神經機制,神經科學家們關注大腦中的生物學基礎。”

當代理論致力於揭示大腦的資訊處理架構如何實現解決問題的能力時,Evan Anderson提供了深入且必要的生物學角度,突顯了個體間的智力和解決問題能力差異與底層大腦網路結構及神經機制的關聯性的重要性。

過去,智力理論主要著眼於特定的大腦區域,如前額葉皮質,這些區域以其在認知功能(如規劃、解決問題和決策)中的角色而聞名。

最近的理論已經轉向對特定大腦網絡的關注,而其他理論則更深入地研究不同網絡之間複雜的相互作用。巴貝和安德森將這些現有理論與他們自己的“網路神經科學理論”進行了對比檢驗。該理論認為,智力來自大腦整體結構,包括強連結和弱連結。

Evan Anderson針對這些連接間的區別進行了澄清,指出“強連結涉及高度連接的信息處理中心,這些中心在我們理解世界並善於解決熟悉問題時建立。”與此相對,雖然弱連結數量較少,但卻提供靈活性和適應性解決問題的能力。這些連結共同構成了應對生活中各種挑戰所需的網路結構。

為了評估他們的理論,研究小組招募了297名多元化的大學生組成的群體。初始階段,每位參與者接受了一系列綜合測試,旨在評估其解決問題技能和在不同環境下的適應性,這些評估通常用於評估一般智力。


橫向PFC連結圖中包含的功能區域,由內在連結網路著色。紫色,腹側注意;橙色,額葉;紅色,預設模式。(資料來源:人腦圖譜)

而Aron Barbey則突顯了人類大腦的獨特之處,“人類大腦展現出一項極具趣味的特徵,即使在休息時,這些網絡仍然充滿活力。” 這些網絡構成了思維的生物基礎,被視為大腦固有的特性。

其中特別值得注意的是額頂網絡,它負責認知控制和目標導向的決策,而背部注意力網絡則有助於視覺和空間意識;還有突出網絡,引導注意力尋找最相關的刺激。以前的研究已經指出,當一個人清醒但沒有參與特定任務或受到外部刺激時,這些網絡的活動可以可靠地預測認知技能和能力。


頂額整合理論 (P-FIT) 連結圖中包含的功能區域,由內在連結網路著色。綠色,背部注意;紫色,腹側注意;橙色,額葉;紅色,預設模式。 (資料來源:人腦圖譜)

力測驗表現的預測效果。Evan Anderson解釋道,“我們可以系統地探究理論對一般智力預測效果的連接性,考察涉及的大腦區域或網絡。” 這種方法有助於直接比較各種理論在神經科學預測方面的效果。

結果清晰顯示,在考慮整個大腦特徵的情況下,能夠更準確地預測個體解決問題和適應能力。值得注意的是,即使考慮到分析中包含的大腦區域的數量,這一結論依然成立。儘管其他理論也有預測力,但網路神經科學理論在多個方面都呈現出卓越的表現。


多需求/MD理論連通性圖中包含的功能區域,由內在連結性網路著色。綠色,背部注意;紫色,腹側注意;橙色,額葉;紅色,預設模式。 (資料來源:人腦圖譜)

這些發現的重要性是深遠的。它們揭示了“全球資訊處理”的概念,即大腦內部的訊息成為個人認知能力的核心。智力不僅源自特定區域或網絡,而是新興於大腦全局結構中,反映了其在網絡範圍內操作的效率和靈活性。

Aron Barbey的參與不僅止於這項研究。他在貝克曼高級科學技術研究所和卡爾·R·沃斯基因組生物學研究所擔任教員,同時也是語言和聽力科學教授,並擔任伊利諾大學厄巴納分校神經科學計畫的成員。他的跨學科方法突顯了在解開人​​類思維之謎中合作和創新的重要性。

當我們深入研究支撐我們認知能力的複雜神經網絡時,我們越來越接近揭示人類智力的奧秘。這不僅為提升問題解決能力和適應能力提供了契機,也為釋放人類思維的全部潛力打開了大門。

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