Muster neuronaler Konnektivität als Schlüssel zur Intelligenz

Neue Untersuchungen zur Bildgebung des Gehirns untersuchen neurobiologische Gründe für individuelle Unterschiede in der Intelligenz.

In der Studie kombinierten Forscher der Goethe-Universität Frankfurt Gehirnscans von über 300 Personen mit modernen Netzwerkanalysemethoden, um Unterschiede in den kognitiven Fähigkeiten und die daraus resultierenden Unterschiede im akademischen Erfolg und in der beruflichen Laufbahn besser zu verstehen.

Wie in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche BerichteDie Forscher fanden heraus, dass intelligente Menschen Gehirnregionen haben, die eng miteinander interagieren, während andere eine Entkopplung bestimmter Bereiche des Gehirns zu haben scheinen.

Ph.D. Studentin Kirsten Hilger mit Dr. Christian Fiebach und Ulrike Basten vom Institut für Psychologie erklären, dass diese Unterschiede mit Unterschieden in den Integrationsmustern zwischen Funktionsmodulen des Gehirns einhergehen.

Die Forschung baut auf einer früheren Studie auf, in der Hirnregionen identifiziert wurden, darunter der präfrontale Kortex, der bei Aktivierung zuverlässig mit individuellen Unterschieden in der Intelligenz assoziiert wird. Bis vor kurzem war es jedoch nicht möglich zu untersuchen, wie solche „Intelligenzregionen“ im menschlichen Gehirn funktionell miteinander verbunden sind.

Anfang dieses Jahres berichtete das Forscherteam, dass bei intelligenteren Personen zwei Gehirnregionen, die an der kognitiven Verarbeitung aufgabenrelevanter Informationen beteiligt sind (d. H. Die vordere Insula und der vordere cingulöse Kortex), effizienter mit dem Rest des Gehirns verbunden sind.

Eine andere Hirnregion, der Verbindungsbereich zwischen temporaler und parietaler Kortikalis, der mit der Abschirmung von Gedanken gegen irrelevante Informationen in Verbindung gebracht wurde, ist weniger stark mit dem Rest des Hirnnetzwerks verbunden.

"Die unterschiedliche topologische Einbettung dieser Regionen in das Hirnnetzwerk könnte es klügeren Personen erleichtern, zwischen wichtigen und irrelevanten Informationen zu unterscheiden, was für viele kognitive Herausforderungen von Vorteil wäre", sagte Basten, der Hauptforscher der Studie.

In der neuen Forschung untersuchten die Forscher die Hypothese, dass das Gehirn funktional in Modulen organisiert ist.

„Dies ähnelt einem sozialen Netzwerk, das aus mehreren Teilnetzwerken besteht (z. B. Familien oder Freundeskreise). Innerhalb dieser Teilnetzwerke oder Module sind die Mitglieder einer Familie stärker miteinander verbunden als mit Personen aus anderen Familien oder Freundeskreisen.

"Unser Gehirn ist funktional auf sehr ähnliche Weise organisiert: Es gibt Teilnetzwerke von Gehirnregionen - Modulen -, die stärker miteinander verbunden sind, während sie schwächere Verbindungen zu Gehirnregionen aus anderen Modulen haben."

Die Forscher untersuchten, ob die Rolle bestimmter Gehirnregionen für die Kommunikation innerhalb und zwischen Gehirnmodulen mit individuellen Unterschieden in der Intelligenz variiert. Das heißt, ob eine bestimmte Gehirnregion den Informationsaustausch innerhalb ihrer eigenen „Familie“ mehr unterstützt als den Informationsaustausch mit anderen „Familien“ und wie dies mit individuellen Unterschieden in der Intelligenz zusammenhängt.

Die Studie zeigt, dass bei intelligenteren Personen bestimmte Gehirnregionen deutlich stärker am Informationsaustausch zwischen verschiedenen Teilnetzen des Gehirns beteiligt sind, damit wichtige Informationen schnell und effizient kommuniziert werden können.

Andererseits identifizierte das Forschungsteam auch Gehirnregionen, die bei intelligenteren Menschen stärker vom Rest des Netzwerks abgekoppelt sind. Dies kann zu einem besseren Schutz vor störenden und irrelevanten Eingaben führen.

"Wir gehen davon aus, dass Netzwerkeigenschaften, die wir bei intelligenteren Personen gefunden haben, uns helfen, uns mental zu konzentrieren und irrelevante, möglicherweise ablenkende Eingaben zu ignorieren oder zu unterdrücken", sagte Basten.

Der Grund für diese Links ist derzeit noch offen. „Es ist möglich, dass einige Personen aufgrund ihrer biologischen Veranlagung Gehirnnetzwerke entwickeln, die intelligentes Verhalten oder anspruchsvollere kognitive Aufgaben bevorzugen.

„Es ist jedoch ebenso wahrscheinlich, dass die häufige Verwendung des Gehirns für kognitiv herausfordernde Aufgaben die Entwicklung von Gehirnnetzwerken positiv beeinflusst. Angesichts dessen, was wir derzeit über Intelligenz wissen, scheint ein Zusammenspiel beider Prozesse am wahrscheinlichsten. “

Quelle: Universität Frankfurt