小时了了的流体智力 ? 识别出流体智力的大脑位置有助改善认知与神经疾病的治疗

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流体智力( fluid intelligence ) 可说是人类认知的决定性特征,它是一种以生理为基础的认知能力,如快速辨识、记忆、理解等能力。流体智力与年龄有密切关系,一般来说在二十岁以后、三十岁之前,流动智力的发展达于顶峰,三十岁之后将随着年龄的增长而逐渐降低,与它相对应的是晶体智力 ( crystallized intelligence ) ,晶体智力和流体智力的概念最初于 1971 年由美国心理学家 Raymond Bernard Cattell 提出。晶体智力是运用既有的知识去学习新的技能之能力,并不会因年龄成长而消退,反而可能随着知识的累积而增长。

流体智力-主动思考的关键特征

尽管流体智力在人类行为中起著核心作用,但关于它是单一认知能力或是一组认知能力,以及它与大脑的关系,仍然存在争议。流体智力被认为是涉及“主动思考”( active thinking ) 的一个关键特征。主动思考是一组复杂的心理过程,例如涉及抽象、判断、注意力、策略生成和抑制的过程。这些技能都可以用在日常活动中,无论是要规划一场大型晚宴或是填写纳税申报表。

为了确定大脑的哪些部分对于某种能力是必需的,研究人员必须研究该部分缺失或受损的患者。由于这种病灶和损伤的对应关系(lesion-deficit mapping)很难进行研究,因此识别和测试病灶性脑损伤患者是相当大的挑战。

过去的研究主要使用功能性核磁共振造影 ( functional magnetic resonance imaging, fMRI) 技术,且现存的具有更大因果力的损伤缺陷研究几乎都是小规模的,在方法上受到限制,可能因此产生误导。

这项由 UCL Queen Square Institute 神经学研究所和 UCLH ( University College London Hospitals ) 的人员共同发表在 < Brain > 的研究,绘制了大脑中的流体智力,这个支持我们解决问题的能力而无需先前经验的区域。他们调查了 165 名健康对照者和 227 名患有脑瘤或大脑特定部位中风的患者,并使用瑞文进阶渐进推理测验 ( Raven Advanced Progressive Matrices, APM ) 进行流体智力测试,该测试包含难度递增的多项选择视觉模式问题。每个问题都呈现出不完整的几何图形模式,需要从一组多个可能的选择中选择缺失的部分。透过一系列病灶和损伤的推理模型,回应流体智力潜在的分布特性,来解开中风等常见脑损伤形式的复杂解剖模式。

他们将大脑区域之间的关系视为一个数学网络,其连接描述了区域因疾病过程或共同认知能力的反映而一起受到影响的趋势。这使研究人员能够将认知能力的大脑图谱与损伤模式区分开来,从而使他们能够绘制大脑的不同部分,并根据受伤情况来确定哪些患者在流体智力表现较差。

了解病变对揭开大脑与认知的关系不仅重要,也可成为神经系统治疗方法

研究人员发现,流体智力受损的表现并非分布在大脑中的广泛区域,而是主要侷限于右额叶 ( right frontal lobe ) 损伤的患者。除了中风和脑瘤,这种损伤还常见于患有一系列其他神经系统疾病的患者,包括创伤性脑损伤和失智症。

主要作者 Lisa Cipolotti 教授说:“我们的研究结果首次表明,大脑的右额叶区域对于流体智力所涉及的高级功能非常重要,例如解决问题和推理的能力。这也是对大脑中局部损伤的流体智力分布神经基质的首次大规模调查。将基于图形的新型病变缺陷映射与对大量患者认知表现的详细调查相结合,提供了关于智力神经基础的重要信息。这支持在临床环境中使用 APM ,作为评估流体智力和识别右额叶功能障碍的一种方式。”

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参考资料:
1. https://academic.oup.com/brain/advance-article/doi/10.1093/brain/awac304/6842292?login=false

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