無論是科學家還是普通人都對弄清楚人類思維的基礎非常著迷。認知能力的差異(比如，導致學術水平和專業能力的差異)很大程度上被歸因於個體智力差異。近日發表在《Scientific Reports》上的一項研究表明，這些差異與大腦功能模塊集成模式緊密相關。法蘭克福歌德大學心理學係的 Kirsten Hilger, Christian Fiebach 和 Ulrike Basten 將功能核磁共振(fMRI)與現代圖形理論網絡分析技術相結合，對超過 300 人的大腦進行了掃描，探究了人類智力的神經生物學基礎。

早在 2015 年，這個研究團隊就在《Intelligence》期刊上發表了一項元研究結果。他們確定了包括前額皮質在內的一些大腦區域，這些區域的激活變化與智力的個體差異非常相關。然而，直到最近，人們還無法測試人類大腦中的這些“智力區域”是如何功能性地相互關聯的。

今年早些時候，該團隊報告稱，有兩個大腦區域參與任務相關信息的認知處理(前腦島和前扣帶皮層)，在聰明人的大腦中，這兩個區域與大腦其他部分的連接更高效。顳葉皮層和頂葉皮層之間的連接區域負責屏蔽無關信息，而該區域與大腦網絡其他部分的連接更弱。該研究的主要負責人 Ulrike Basten 說：“這些區域在大腦網絡中的拓撲嵌入差異使得聰明人更容易區分重要和不重要的信息，這對於很多認知能力都是有益處的。”

圖像來源：《Scientific Reports》

在目前的研究中，研究人員考慮到，大腦以功能模塊的形式組織。他們表示：“這與由多個子網絡組成的社交網絡類似，比如家族和朋友。在這些子網絡或模塊中，一個家族內部的成員之間的相互聯係比他們和其他家庭的人或者朋友的相互聯係更加緊密。我們大腦的功能性組織方式也類似：大腦中存在由不同大腦區域組成的子網絡，或者叫做模塊，在功能模塊內部，這些大腦區域聯係更強，而與其他模塊中的大腦區域的聯係則較弱。在我們的研究中，我們探究了特定大腦區域在模塊內部和模塊之間通信的作用是否對於不同智力的人來說是不同的，也就是說，一個大腦區域對本‘家庭’內部的信息交換所提供的支持是否比與其他‘家庭’的信息交換多，以及這是否與個體智力差異相關。”

該研究表明，對於更聰明的人，特定大腦區域在不同大腦子網絡之間的信息交換中參與度更高，從而使重要的信息更快速高效地傳輸。另一方麵，研究團隊還發現，在聰明人大腦中，某些大腦區域與大腦網絡的其他部分關聯更弱。這可以更好地屏蔽無關信息輸入。Basten 說：“我們認為，研究中所發現的聰明人的大腦網絡特性可以幫助他們在精神上更加專注，忽略或抑製無關的幹擾輸入。”這些相關性的原因目前還沒有答案。Basten 補充道：“可能是由於生物學傾向，某些人發育出的大腦網絡更加偏好智力行為和更具挑戰性的認知任務。然而，也存在這樣的可能性，頻繁地讓大腦完成挑戰性的認知任務可以對大腦網絡的發育帶來積極影響。考慮到我們目前對智力的理解，這兩個過程似乎相互影響。”