聪明的人会更快思考吗？柏林卫生研究所和柏林洪堡大学—医学院的研究人员与来自巴塞罗那的同事合作，惊讶地发现，智力得分更高的参与者只有在解决简单的任务时才会更快，而在解决困难的问题上则需要更长时间，比智商得分较低的人更慢。

在对650名参与者进行个性化大脑模拟的过程中，研究人员发现，脑区间同步减少的大脑在做决策时会“草率决定”，而不是等待上游脑区完成处理步骤以解决问题。

事实上，得分更高的参与者的大脑模型也需要更长的时间来解决具有挑战性的任务，但犯的错误更少。科学家们现在已将他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

人类大脑中有约1000亿个神经元，每个神经元都连接着大约1000个相邻或远离的神经元。这个难以理解的网络是大脑惊人能力的关键，但也是为什么理解大脑如何工作如此困难的原因。

柏林卫生研究所的脑部模拟部门主任Petra Ritter教授和柏林洪堡大学—医学院的神经病学和实验神经病学系使用计算机模拟人类大脑。她描述了当前的项目：“我们想要了解大脑决策过程的工作原理以及为什么不同的人会做出不同的决策。”

个性化的大脑模型

为了模拟人类大脑的机制，Ritter和她的团队使用来自脑部扫描(如磁共振成像)的数字数据以及基于生物学过程的理论知识的数学模型。这首先会产生一个“通用”的人类大脑模型。然后科学家们使用个体数据对这个模型进行细化，从而创建“个性化的大脑模型”。

在本研究中，科学家们使用了美国的Human Connectome计划的650名参与者的数据。自2010年9月以来，该计划一直在研究人类大脑的神经连接。“神经元的兴奋抑制平衡影响决策并或多或少地使一个人能够解决问题，”Ritter解释道。她的团队知道参与者在广泛的认知测试中表现如何以及他们的智商得分是多少。

智力、反应时间和功能连接之间的相关性。a、b组平均g因子(30组，基于g因子，N = 650名受试者)与PMAT问题＃1(非常简单，p = 4.0×10−6)和＃24(非常困难，p = 3.0×10−6)的正确答案的反应时间之间的相关性。c、d组平均值和个体级别的g / PMAT24_A_CR与每个个体PMAT问题的正确响应反应时间之间的相关性。具有更高g / PMAT24_A_CR的受试者更快地正确回答简单问题，但他们需要更多时间来正确回答困难问题(问题按难度递增排序; 相关性的符号在第9个问题处翻转)。e组平均g因子与平均FC之间的相关性(20组，基于g因子，N = 650名受试者，p = 0.13)。f组平均PMAT24_A_RTCR与平均FC之间的相关性(20组，基于PMAT24_A_RTCR，N = 650名受试者，p = 6.9×10−7)。g、h组平均值(基于PMAT24_A_RTCR的20组)和每个PMAT问题中正确响应的平均FC和反应时间之间的个体级别相关性。需要更多时间正确回答测试问题的受试者具有更高的FC，而与问题是简单还是困难无关。两侧Pearson相关性检验的P值：* p <0.05，** p <0.01，*** p <0.001; 只包括在使用Benjamini-Hochberg过程控制多重比较后仍然显着的p值，假发现率为0.1。

人工智能的大脑行为类似于其生物学对应物

“我们可以非常有效地复制单个大脑的活动，”Ritter说。“在这个过程中，我们发现这些仿真大脑彼此之间的行为不同，并且与它们的生物学对应物相同。我们的虚拟化身与其生物学上的模拟体相匹配，包括智力表现和反应时间。”

有趣的是，在人类和模型中，那些“较慢”的大脑更加同步，即大脑区间的神经元活动更加协调。相反，那些“较快”的大脑更容易出现异步活动，即不同大脑区域的神经元活动不太协调。这可能是因为在解决困难问题时，大脑需要更多的信息处理和整合，因此需要更多的协调和同步。

这项研究的结果表明，智力得分更高的人在解决简单问题时可能更快，但在解决困难问题时需要更多的时间来进行信息整合和决策。这种差异可能是由于大脑区间同步的变化引起的。这项研究为我们了解人类大脑如何处理信息和做出决策提供了更深入的了解，为未来的认知神经科学和人工智能研究提供了重要的参考。

本文译自 medicalxpress，由 BALI 编辑发布。

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