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耶鲁神经科学扫描大脑判断人类智力,区分准确率达99%

(2017-02-18 15:57:08)
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耶鲁大学

扫描大脑判断智力

扫描成像

评估智力

耶鲁神经科学扫描大脑判断人类智力,区分准确率达99%

 

来源:bigthink.com 作者:PhilipPerry

翻译:刘小芹

 

耶鲁神经科学扫描大脑判断人类智力,区分准确率达99%


神经科学家能通过扫描大脑知道一个人的智力水平,不仅如此,只需通过扫描大脑,还能够知道一个人的长处和短处。耶鲁大学的研究人员通过一系列不同的测试来评估参与者的记忆力、智力、运动能力和抽象思维能力。他们发现,每个人的连接体都是独一无二的,就如指纹一样。根据大脑的扫描成像,研究者能区分每一个参与者,准确率达到 99%

 

你觉得你在某方面非常有天分吗?比如非常擅长某种乐器、某类运动,或某个科目,例如数学?这些天分可能跟你的大脑的连接方式有关。不同的人有不同的天分。这些天分存储于大脑的不同位置,而随着科学家对大脑的了解越来越多,他们发现大脑中存储天分的位置是神经连接体connectome),即不同区域间的连接。

 

神经科学家能通过扫描大脑知道一个人的智力水平,这在今天听起来仍然像科幻一样。不仅如此,只需通过扫描大脑,还能够知道一个人的长处和短处,这只是时间问题。这项研究由耶鲁大学的研究人员主导。研究人员把该语境下的智力称为抽象推理abstract reasoning),也称流体智力fluid intelligence),是指识别模式、解决问题、发现关系的能力。流体智力被认为是学业表现的一致性预测器。然而,抽象推理难以通过教导学会,而标准化测试中通常也不考。

 

 

耶鲁神经科学扫描大脑判断人类智力,区分准确率达99%

研究人员通过对126名参与者的大脑进行功能磁共振成像(fMRI)来准确预测参与者做一个特定测试的表现,这些参与者都是人类连接体计划(Human Connectome Project)的志愿者。人类连接体计划的目的是描绘大脑的全部连接,以更好地了解这些连接如何起作用,以及它们与人的智力、情绪等的关系。在这项研究中,耶鲁大学的研究人员通过一系列不同的测试来评估参与者的记忆力、智力、运动能力和抽象思维能力。

 

研究人员能够描绘268个独立脑区的连接(相关论文发表在 Nature Neuroscience)。他们能知道连接的强度、活跃程度,以及脑区之间如何协调活动。他们发现,每个人的连接体都是独一无二的,就如指纹一样。根据大脑的扫描成像,研究者能区分每一个参与者,准确率达到 99%耶鲁大学的研究者还能知道参与者对测试的内容是全神投入还是漠不关心。

 

Emily Finn 是耶鲁大学神经研究组的博士生以及该研究的共同作者,她说:特定的脑区之间交流越多,人就能越快地处理信息,推理的能力越好。多数情况下,流体智力与大脑额叶和顶叶之间的连接有关。这两个区域间的交流越强、越快,参与者在抽象思维测试中的得分越高。这两个区域是大脑发育最晚的脑区,它们拥有更高级的功能,例如记忆力和语言能力,这些是人之所以为人的最本质的能力。


耶鲁神经科学扫描大脑判断人类智力,区分准确率达99%

图:真实大脑中的轴突神经纤维。viaWikimedia Commons

 

耶鲁研究人员认为,更好地了解人类连接体有助于找到治疗精神疾病的新方法。例如精神分裂症,每个患者的症状都非常不同。通过找出患者的特殊之处,医生能够根据患者的需要进行定制化的治疗。了解一个人的连接体能够观察疾病的进展,以及观察患者对某些疗法或药物是否有反应,有怎样的反应。当然,了解人类连接体也有另外一些用途,不管这些用途是好是坏。

 

  例如,根据该研究另一作者 Todd Constable 的说法,你可以通过扫描孩子的大脑来了解他们的学业情况。也可以通过扫描应聘者的大脑来决定他们是否有能力从事某项工作,或者他们应该从事某一特定职业。大脑扫描还能告诉你谁有容易成瘾的倾向,或者某个学生在哪一种学习环境中最能进步。学校的课程甚至可以根据学生脑扫描的结果每天改变,以适应学生的需求。高考也不必要了,用简单的大脑扫描代替即可。

 

Peter Bandettini 是国家心理健康研究所(NIMH)的功能成像方法的主管,他说,假如不考虑伦理问题,脑扫描总有一天会被雇主用于挑选雇员,脑扫描能够告诉雇主哪些潜在的候选人拥有最理想的天分,最合适的个性特征,以及勤勉、努力,等等任何特质。加州大学欧文分校研究员 Richard Haier 预测,监狱管理中可能会使用这样的扫描来了解哪些犯人最具暴力倾向。

 

甚至将来某天,我们能利用这样的研究了解如何增强人类智力。但应该记住的是,对人类智力的研究仍处于起步阶段。根据耶鲁大学科学家的说法,我们正在朝这个方向发展。

 

有些人担心这样的技术被滥用。密歇根州立大学的神经科学家 Laura Cabrera Wired 上列举了她的一些担忧。例如,保险公司可能根据大脑扫描结果拒绝某些人的投保,因为这些人有成瘾倾向或者其他一些易患病的体质。当然,这些人只是存在这样一些高风险,并不意味着会成真。缺乏适当的指导原则和监督体系,这样的神经歧视neuro-discrimination)银行、大学以及其他机构都可能出现。因此,必须制定强有力的法律来防止技术的滥用。

 

  我们现在对人类连接体的了解仍然有限,存在一些难以克服的难题。例如,我们只能观察到连接体当前的状态。我们无法知道随着时间的推移,连接体如何形成、发展。流体智力也只是不同类型的智力中的一种。现在还远未达到在现实世界中应用这种技术的程度,但其潜力很大。

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