211service.com
Obrazy mózgu ujawniają sekret wyższego IQ
Nowe badania sugerują, że warstwa izolacji powlekającej przewody nerwowe w mózgu odgrywa kluczową rolę w określaniu inteligencji. Ponadto wydaje się, że jakość tej izolacji jest w dużej mierze zdeterminowana genetycznie, co stanowi dalsze wsparcie dla idei, że IQ jest częściowo dziedziczone.
Mózg zbzikowany: Na dole obraz MRI pokazuje wycinek ludzkiego mózgu. Na górze pokazano powiększoną część tej sekcji, utworzoną przy użyciu obrazowania dyfuzyjnego. Aby stworzyć obraz, naukowcy zmierzyli kierunek dyfuzji wody w tkance mózgowej. Płatki kwiatów w każdym punkcie wskazują kierunki najszybszej dyfuzji. Są one ustawione wzdłuż ścieżek nerwowych mózgu, ponieważ woda dyfunduje kierunkowo wzdłuż dobrze izolowanych przewodów nerwowych, które przenoszą sygnały elektryczne. Różne kierunki dyfuzji są oznaczone kolorami: czerwonym, zielonym i niebieskim. W tym przykładzie jasnoczerwone obszary odsłaniają gruby pas włókien, zwany Ciało modzelowate , który przekazuje informacje między lewą a prawą półkulą mózgu.
Odkrycia, które wynikają ze szczegółowego badania mózgów bliźniąt, wskazują na to, jak coraz lepsza technologia obrazowania mózgu może rzucić światło na niektóre z naszych najbardziej podstawowych cech.
Badanie odpowiada na kilka bardzo podstawowych pytań o to, w jaki sposób mózg wyraża inteligencję, mówi Philip Shaw, psychiatra dziecięcy z Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego w Bethesda, MD, który nie był zaangażowany w badania.
Przewody nerwowe, które przesyłają sygnały elektryczne z komórki do komórki w mózgu, są pokryte warstwą tłuszczową zwaną mieliną. Podobnie jak izolacja na przewodzie elektrycznym, mielina powstrzymuje prąd przed wyciekaniem z przewodu i zwiększa prędkość, z jaką wiadomości przemieszczają się przez mózg – im wyższa jakość mieliny, tym szybciej przesyłane są wiadomości. Te pokryte mieliną odcinki tworzą istotę białą mózgu, podczas gdy ciała komórek nerwowych nazywane są istotą szarą.
Istota biała jest niewidoczna na większości skanów mózgu, ale niedawno opracowana odmiana obrazowania metodą rezonansu magnetycznego, zwana obrazowaniem tensora dyfuzji (DTI), umożliwia naukowcom mapowanie złożonych połączeń neuronalnych w naszych mózgach poprzez pomiar dyfuzji cząsteczek wody przez tkankę. Dzięki tłuszczowej otoczce mielinowej woda dyfunduje wzdłuż przewodów nerwowych, podczas gdy w innych typach tkanki mózgowej porusza się we wszystkich kierunkach. Naukowcy mogą obliczyć kierunek najszybszej dyfuzji w każdym punkcie mózgu, a następnie skonstruować obraz włókien mózgowych. Dobrze zorganizowany mózg ma dobrze działającą mielinę, w której wyraźnie widać wodę poruszającą się po określonych ścieżkach. Obrazowanie dyfuzyjne daje obraz tego, jak nienaruszone są twoje połączenia mózgowe, mówi Paul Thompson , neurolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, który prowadził badania.
Thompson i jego koledzy wykonali skany DTI 92 par bliźniąt jednojajowych i dwujajowych. Znaleźli silną korelację między integralnością istoty białej a wydajnością w standardowym teście IQ. Idąc dalej, z pewnością będziemy myśleć o strukturze istoty białej jako o ważnym czynniku inteligencji, mówi Z Wedeen , neurolog z Massachusetts General Hospital w Bostonie, który również nie był zaangażowany w badania. Zmienia również sposób myślenia o tym, co mierzy IQ, mówi Wedeen. Badanie zostało opublikowane w zeszłym miesiącu w Dziennik Neuronauki .
Dziedziczenie IQ: Porównując skany mózgów bliźniąt, naukowcy odkryli, że jakość tkanki tłuszczowej, która izoluje przewody nerwowe, jest w dużej mierze dziedziczona. Płat ciemieniowy, który zajmuje się logiką i matematyką, jest w 85% zdeterminowany genetycznie, podczas gdy kora wzrokowa w około 76%, a płat skroniowy, który bierze udział w uczeniu się i zapamiętywaniu, jest zdeterminowany genetycznie tylko w 45%.
Jeśli istota biała jest powiązana zarówno z szybkością przetwarzania, jak i IQ, rodzi się pytanie: czy inteligencja jest jedynie funkcją szybkości działania mózgu? Poprzednie badania wiązały szybkość przetwarzania z IQ, ale testy użyte w badaniu są miarami ogólnej inteligencji, w tym umiejętności werbalnych, matematyki i logiki. Szybkość przetwarzania odgrywa dużą rolę w tym, jak inteligentny jesteś, ale to nie jedyny czynnik, mówi Shaw.
Nowe badanie jest jednym z pierwszych, które łączy konkretną architekturę neuronową z IQ u zdrowych osób. Większość ludzi skupiła się na istocie szarej, mówi Shaw. To dobry dowód, że powinniśmy przyglądać się również istocie białej. Wcześniejsze badania z wykorzystaniem DTI łączyły uszkodzenie istoty białej z chorobą Alzheimera, przewlekłym alkoholizmem i urazowym uszkodzeniem mózgu.
Naukowcy z UCLA poszli o krok dalej w badaniu, porównując architekturę istoty białej bliźniąt jednojajowych, które mają prawie całe DNA, i bliźniaków dwujajowych, które dzielą tylko połowę. Wyniki pokazały, że jakość istoty białej jest silnie uwarunkowana genetycznie, chociaż wpływ genetyki różni się w zależności od obszaru mózgu. Zgodnie z odkryciami około 85 procent zmienności istoty białej w płacie ciemieniowym, która jest związana z matematyką, logiką i umiejętnościami wzrokowo-przestrzennymi, można przypisać genetyce. Ale tylko około 45 procent zmienności w płacie skroniowym, który odgrywa kluczową rolę w uczeniu się i pamięci, wydaje się być dziedziczone.
Thompson i jego współpracownicy przeanalizowali również DNA bliźniaków, a teraz szukają konkretnych wariacji genetycznych, które są powiązane z jakością istoty białej mózgu. Naukowcy znaleźli już kandydata – gen białka zwanego BDNF, które promuje wzrost komórek. Ludzie z jedną odmianą mają więcej nienaruszonych włókien, mówi Thompson.
Poszukiwanie genetycznych i neuroanatomicznych podstaw inteligencji było kontrowersyjne, głównie dlatego, że przeciwnicy obawiają się, że zrodzi ona deterministyczny pogląd na zdolności i wykształcenie. Ludzie martwią się, że jeśli coś jest genetyczne, nie mają na to wpływu, mówi Thompson. Ale to wcale nie jest prawda. Na przykład zarówno przeciętny biegacz, jak i osoba uzdolniona genetycznie mogą skorzystać na treningu.
Ale debata może być dyskusyjna, ponieważ, jak wskazuje Wedeen, jest mało prawdopodobne, aby pojedynczy skan mózgu mógł przewidzieć iloraz inteligencji danej osoby. Raport opisuje zagregowane dane dotyczące liczby osób, mówi. To nie to samo, co powiedzenie, że możemy wykonać skanowanie i określić inteligencję danej osoby. To może być wkrótce, ale jeszcze tego nie wiemy.