研究发现,大脑节奏同步性越强,智力表现越出色。

一项新研究发现,聪明人大脑中潜藏着一种节奏感,而且越聪明的人,大脑越能和这种隐秘的节奏保持同步。

当大脑面临复杂任务、需要动用更多认知资源时,不同区域会开始联动、协同工作,这种现象被称为θ连接。研究人员发现,这种连接不仅极具弹性,能迅速适应变化的情境,而且其协调程度与认知能力密切相关。

来自德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学的心理学家Anna-Lena Schubert解释说:“在大脑需要高度推理的时候,前额中部区域的特定信号在高认知能力者之间表现出更强的同步性。”

所谓θ连接,是指大脑区域之间在4到8赫兹的慢波频段中产生的同步活动。这种同步状态被认为是大脑在压力下调动资源、集中力量的方式。越来越多的证据表明,它在认知功能中扮演着关键角色,甚至可能成为一种评估智力的工具。

Schubert和同事希望通过研究θ连接,来了解它是否能作为“认知控制”的标志。认知控制,简单来说,就是大脑根据当前任务和情境灵活调整想法、行为与情绪的能力。

为此,研究团队招募了148位年龄在18到60岁之间的志愿者,对他们进行了记忆力和智力的评估测试。

之后,每位参与者都戴上了一种非侵入式脑电图设备(EEG),并接受了三项具有一定认知挑战的测试。这三项任务各有不同的规则。

第一项任务中,参与者看到1到9之间的数字,需要判断这个数字是大于还是小于5,或者是奇数还是偶数。

第二项任务展示的是Navon图形,参与者要判断是图形的整体形状,还是构成该图形的小图形。

第三项任务中,参与者看到一对数字和字母,要判断数字是否大于5,或者字母是元音还是辅音。

这些任务单独来看并不复杂,研究者关注的重点并不是答题本身,而是参与者在规则不断变化的过程中,能否迅速调整思维模式,以及这种调整是否能通过θ波显现出来。

研究结果让人惊讶。实验过程中,大脑确实在快速适应新任务时表现出即时协调,而那些在智力与记忆测试中表现较好的人,在任务中展现出了更强的θ连接。

Schubert指出:“拥有更强前额中部θ连接的人,通常更擅长集中注意力、屏蔽干扰。无论是在工作时手机响起,还是试图在嘈杂的火车站阅读,他们更能专注当前任务。”

“我们原本没想到这种关系会这么清晰。”

研究还揭示了一项关键发现:认知表现出色的人,并不只是因为注意力持续力强,而是因为他们具备快速切换任务的能力,能在不断变化的情境中灵活应对。这种灵活性,正是由大脑中前额区域与其他脑区协同运作来完成的——不仅在准备阶段,更是在实际执行决策的瞬间。

研究团队在论文中写道:“我们的结果表明,只有在作答过程中的θ连接,而不是任务提示出现时的大脑调整,才与认知能力存在相关性。这一发现为智力的理论模型提供了新的支持,凸显了认知控制中某些具体机制的重要作用。”

这项研究不仅加深了我们对大脑如何进行协调以提升认知的理解,也可能为未来的神经科学研究、甚至潜在的诊断工具带来新方向。

Schubert表示:“虽然要将这些成果真正应用于大脑训练或诊断工具还为时尚早,但我们的研究为理解智力如何在神经层面上运作打下了坚实的基础。”

本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。


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