Teoria integracji ciemieniowo-czołowej

Teoria integracji ciemieniowo-czołowej ( P-FIT ) uważa, że ​​inteligencja odnosi się do tego, jak dobrze różne regiony mózgu integrują się, tworząc inteligentne zachowania. Teoria sugeruje, że wielkoskalowe sieci mózgowe łączą regiony mózgu , w tym obszary kory czołowej , ciemieniowej , skroniowej i zakrętu obręczy, leżące u podstaw biologicznej podstawy ludzkiej inteligencji . Są to regiony, które w znacznym stopniu pokrywają się z siecią zadaniowo-pozytywną , umożliwiają mózgowi skuteczną komunikację i wymianę informacji między sobą. Poparcie dla tej teorii opiera się przede wszystkim na dowodach z neuroobrazowania , wspieranych przez badania zmian chorobowych . P-FIT ma wpływ, ponieważ wyjaśnia większość obecnych neuroobrazowania , a także zwiększa empiryczne wsparcie dla poznania będącego wynikiem wielkoskalowych sieci mózgowych , a nie licznych procesów lub modułów specyficznych dla domeny . Przegląd neuronauki z 2010 roku inteligencji opisał P-FIT jako „najlepszą dostępną odpowiedź na pytanie, gdzie w mózgu znajduje się inteligencja”.

Teoria

Inteligencja ogólna wymaga określonych regionów mózgu i obejmuje:

  • Przetwarzanie sensoryczne, głównie w modalnościach wzrokowych i słuchowych, w tym w określonych obszarach skroniowych i ciemieniowych
  • Abstrahowanie i opracowanie sensoryczne przez korę ciemieniową (zwłaszcza zakręt nadbrzeżny, ciemieniowy górny i zakręt kątowy)
  • Interakcja między korą ciemieniową a płatami czołowymi w celu testowania hipotez dostępnych rozwiązań
  • Selekcja odpowiedzi i hamowanie konkurencyjnych odpowiedzi przez przedni zakręt obręczy

Teoria ta sugeruje, że większa ogólna inteligencja jednostek wynika z większej wydajności komunikacji między grzbietowo-boczną korą przedczołową , płatem ciemieniowym, przednim zakrętem obręczy oraz określonymi obszarami kory skroniowej i ciemieniowej.

Dowody z neuroobrazowania

Jung i Haier (2007)

Jung i Haier (2007) zaproponowali P-FIT w przeglądzie 37 badań neuroobrazowych z udziałem łącznie 1557 uczestników. Przegląd obejmował wyłącznie techniki neuroobrazowania o wysokiej rozdzielczości przestrzennej w celu zbadania strukturalnych i funkcjonalnych korelatów inteligencji. W badaniach neuroobrazowania strukturalnego (przy użyciu morfometrii opartej na wokselach, spektroskopii rezonansu magnetycznego i obrazowania tensora dyfuzji) Jung i Haier stwierdzili, że wyniki IQ w pełnej skali ze skal Inteligencji Wechslera korelowały z obszarami czołowymi i ciemieniowymi w ponad 40% z 11 studia. Ponad 30% badań wykorzystuje pełną skalę IQ jako miara inteligencji korelowała z lewym zakrętem obręczy , a także z lewymi i prawymi obszarami czołowymi. Jednak nie zaobserwowano korelacji strukturalnych między regionami płatów skroniowych lub potylicznych z żadną ze skal inteligencji. Autorzy przypisują to sprzeczne odkrycie zależności zadaniowej relacji między wydajnością intelektualną a tymi obszarami mózgu.

W badaniach funkcjonalnych autorzy stwierdzili, że ponad 40% badań włączonych do przeglądu wykazało korelacje między obustronnymi aktywacjami w korze czołowej i potylicznej a inteligencją. W tych badaniach aktywacja w lewej półkuli była zwykle znacznie wyższa niż w prawej półkuli. Podobnie obustronne obszary korowe w płacie potylicznym, takie jak BA ( obszar Brodmanna ) 19, były aktywowane podczas zadań związanych z rozumowaniem w ponad 40% badań. Tutaj aktywacja lewej półkuli była zwykle większa niż aktywacja prawej półkuli.

We wszystkich przeglądanych badaniach obrazowania czynnościowego płat ciemieniowy był konsekwentnie zaangażowany w zadania związane z rozumowaniem, z aktywacją BA 7 w ponad 70% badań i aktywację BA 40 obserwowano w ponad 60% badań.

Uznając korelacyjny charakter neuroobrazowania, autorzy uzupełniają swój przegląd neuroobrazowania krótszym przeglądem dowodów z badań uszkodzeń i genomiki obrazowania dotyczących biologicznych podstaw inteligencji. Autorzy doszli do wniosku, że dowody na uszkodzenie potwierdzają teorię inteligencji P-FIT. Ponadto, w oparciu o przeglądowe badania genomiki obrazowej, autorzy sugerują pośredniczącą rolę genów ASPM i mikrocefaliny w związku między objętościami istoty szarej i istoty białej obszarów zaangażowanych w teorię P-FIT.

Dalsze dowody z obrazowania strukturalnego

Haier i in. (2009) dostarczyli dalszych dowodów neuroobrazowania dla P-FIT, badając korelację między g a objętością istoty szarej. Miało to na celu sprawdzenie, czy psychometryczne g jest konsekwentnie związane z pewnym podłożem neuronowym lub neuro- g . Autorzy argumentują, że poprzednie badania badające korelaty neuronowe g wykorzystywały głównie pośrednie miary g , co sprawia, że ​​wyniki tych badań są niejednoznaczne. Wyniki 6292 uczestników w ośmiu testach poznawczych wykorzystano do wyprowadzenia g , a niewielki podzbiór 40 uczestników został również zeskanowany przy użyciu morfometrii opartej na wokselach . Dowody wskazują, że neuronalne korelaty g zależą częściowo od typu testu zastosowanego do wyprowadzenia g , pomimo dowodów wskazujących, że g pochodzące z różnych testów dotyka tego samego podstawowego konstruktu psychometrycznego. Autorzy sugerują, że może to częściowo wyjaśniać niektóre z rozbieżności w wynikach badań neuroobrazowych przeanalizowanych przez Junga i Haiera (2007).

W tym samym roku Colom i współpracownicy zmierzyli również korelaty istoty szarej g w próbie 100 zdrowych dorosłych Hiszpanów. Podobny do Haiera i in. (2009), bezpośrednia miara g wywodzi się z baterii mierzącej płynne, skrystalizowane i przestrzenne aspekty inteligencji. Chociaż autorzy znaleźli pewne różnice między teorią P-FIT a ich wynikami, doszli do wniosku, że ich odkrycia potwierdzają teorię P-FIT. Zidentyfikowane niespójności obejmują skupiska wokseli w przednich polach oka, dolnym i środkowym zakręcie skroniowym, obszarach zaangażowanych odpowiednio w planowanie złożonych ruchów, przetwarzanie wzrokowe na wysokim poziomie.

Funkcjonalne dowody obrazowe

Wachtin i in. (2014) zdeterminowani, aby zidentyfikować funkcjonalne sieci związane z płynną inteligencją , mierzoną zarówno standardową, jak i zaawansowaną wersją Raven's Progressive Matrices test. Wykorzystując fMRI, Vakhtin i in. odkryli dyskretny zestaw sieci związanych z płynnym rozumowaniem, w tym korę grzbietowo-boczną, płat dolny i ciemieniowy, przednią część zakrętu obręczy, a także obszary skroniowe i potyliczne. Autorzy twierdzą, że jest to „w dużej mierze zgodne” z teorią P-FIT. Autorzy przeskanowali po trzy razy 79 studentów amerykańskich uniwersytetów, przy czym jedna sesja była w „stanie spoczynku”, aw pozostałych dwóch uczestnicy zostali poproszeni o rozwiązanie problemów wziętych ze Standardowych i Zaawansowanych Progresywnych Matryc Ravena. Sieci uwagi, poznawcze, sensomotoryczne, wzrokowe i domyślne zostały aktywowane podczas zadania rozumowania.

Dowody z badań uszkodzeń

Większość badań dostarczających dowodów na zmiany chorobowe dla teorii P-FIT wykorzystuje mapowanie objawów uszkodzeń oparte na wokselach, metodę, w której wyniki na baterii testów inteligencji są porównywane między uczestnikami zi bez zmian chorobowych przy każdym wokselu . Pozwala to na identyfikację regionów, które odgrywają rolę przyczynową w wynikach w pomiarach testowych, ponieważ odwzorowuje miejsca, w których uszkodzenie mózgu może wpływać na wyniki.

Glascher i in. (2010) zbadali, czy g ma odrębne substraty neuronowe lub czy jest związane z globalnymi właściwościami neuronowymi, takimi jak całkowita objętość mózgu. Wykorzystując mapowanie objawów uszkodzeń oparte na wokselach, Gläscher i in. (2010) stwierdzili znaczące zależności między g i regionami, głównie w lewej półkuli, a głównymi obszarami przewodu istoty białej w obszarach skroniowych, ciemieniowych i dolnych obszarach czołowych. Tylko jeden obszar mózgu był unikalny dla g , którym był obszar Brodmanna 10 w lewym biegunie czołowym. Pozostałe obszary aktywowane przez g były wspólne z podtestami Skala Inteligencji Dorosłych Wechslera (WAIS), zestaw testowy używany do obliczania g .

Badanie 182 weteranów płci męskiej z rejestru badań urazów głowy fazy 3 w Wietnamie przyczynowo identyfikuje kilka obszarów związanych z teorią P-FIT. Barbey, Colom, Solomon, Krueger i Forbes (2012) wykorzystują mapowanie objawów uszkodzeń oparte na wokselach, aby zidentyfikować regiony, które zakłócają działanie WAIS i systemu funkcji wykonawczych Delisa-Kaplana . Autorzy uwzględniają tylko pięć pomiarów z systemu Delisa-Kaplana, o których wiadomo, że są szczególnie wrażliwe na uszkodzenia płata czołowego. Z ustaleń wynika, że ​​g , obliczony na podstawie baterii testowej WAIS, współdzieli substraty neuronowe z kilkoma podtestami WAIS, takimi jak rozumienie werbalne, pamięć robocza, organizacja percepcyjna i szybkość przetwarzania. Wiadomo, że zaangażowane obszary są zaangażowane w przetwarzanie języka, pamięć roboczą, przetwarzanie przestrzenne i przetwarzanie motoryczne, a także główne drogi istoty białej, w tym pęczek łukowaty który łączy skroniowe, ciemieniowe i dolne obszary czołowe. Stwierdzono, że płaty czołowe i ciemieniowe są krytyczne dla procesów kontroli wykonawczej, o czym świadczy istotnie gorsze wyniki w poszczególnych podtestach funkcji wykonawczych u uczestników z uszkodzeniem okolic czołowych i ciemieniowych oraz łączących te okolice dróg istoty białej, takich jak: pęczek czołowo-potyliczny górny.

Problemy z teorią

Opublikowano niewiele krytyki P-FIT i jest to najlepszy obecny model biologicznych podstaw ludzkiej inteligencji. Niemniej jednak pozostają pytania dotyczące biologicznego funkcjonowania inteligencji. Przegląd metod stosowanych do identyfikacji wielkoskalowych sieci zaangażowanych w poznanie podkreśla znaczenie wielowymiarowego kontekstu w zrozumieniu neuronowych podstaw procesów poznawczych. Chociaż ten przegląd nie krytykuje bezpośrednio P-FIT, autorzy ostrzegają, że obrazowanie strukturalne i badania uszkodzeń, chociaż pomocne w implikowaniu określonych regionów w procesach, niewiele robią, aby wyjaśnić dynamiczną naturę procesów poznawczych. Ponadto przegląd neuronauki inteligencji podkreśla potrzebę badań w celu rozważenia różnych strategii poznawczych i neuronowych, które jednostki mogą stosować podczas wykonywania zadań poznawczych.

Zgodność z innymi biologicznymi korelatami inteligencji

Główny artykuł: Neuronauka i inteligencja

P-FIT jest wysoce zgodny z hipotezą wydajności neuronów i jest poparty dowodami na związek między integralnością istoty białej a inteligencją. Na przykład badanie wskazuje, że integralność istoty białej zapewnia neuronalną podstawę szybkiego przetwarzania informacji, co jest uważane za kluczowe dla ogólnej inteligencji.

  1. ^ a b Bressler, SL i Menon, V. (2010). Wielkoskalowe sieci mózgowe w poznaniu: pojawiające się metody i zasady. Trendy w kognitywistyce, 14 (6), 277–290. doi:10.1016/j.tics.2010.04.004
  2. ^ a b c Deary, IJ, Penke, L. i Johnson, W. (2010). Neurobiologia różnic w inteligencji człowieka. Nature Recenzje Neuroscience , 11 (3), 201-211. [doi:10.1038/nrn2793]
  3. ^ a b c Jung, RE i Haier, RJ (2007). Teoria integracji ciemieniowo-czołowej (P-FIT) inteligencji: zbieżne dowody z neuroobrazowania. Nauki behawioralne i mózgowe, 30 , 135–187.
  4. ^ Haier, RJ, Colom, R., Schroeder, DH, Condon, CA, Tang, C., Eaves, E. i Head, K. (2009). Szara materia i czynniki inteligencji: czy istnieje neuro-g? Inteligencja, 37 (2), 136-144. doi:10.1016/j.intell.2008.10.011
  5. ^ Johnson, W., te Nijenhuis, J. i Bouchard, TJ (2008). Wciąż tylko 1 g: Spójne wyniki z pięciu baterii testowych. Inteligencja, 36, 81-95
  6. ^ a b Colom, R., Haier, RJ, Head, K., Alvarez-Linera, J., Ouiroga, MA, Shih, PC i Jung, RE (2009). Korelaty istoty szarej inteligencji płynnej, skrystalizowanej i przestrzennej: testowanie modelu P-FIT. Inteligencja, 37, 124–135. [doi:10.1016/j.intell.2008.07.007]
  7. ^ a b Vakhtin, AA, Ryman, SG, Flores, RA i Jung, RE (2014). Funkcjonalne sieci mózgowe przyczyniające się do teorii integracji ciemieniowo-czołowej inteligencji. Neuroobraz, 103, 349–354. doi:10.1016/j.neuroimage.2014.09.055
  8. ^ Drogi, IJ (2012). Inteligencja. Annual Review of Psychology, 63(1), 453-482. doi:10.1146/annurev-psych-120710-100353
  9. ^ Gläscher, J., Rudrauf, D., Colom, R., Paul, LK, Tranel, D., Damasio, H. i Adolphs, R. (2010). Rozproszony system neuronowy dla ogólnej inteligencji ujawniony przez mapowanie uszkodzeń. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107(10), 4705-4709. doi:10.1093/skanowanie/nss124
  10. ^ Barbey, AK, Colom, R., Solomon, J., Krueger, F. i Forbes, C. (2012). Integracyjna architektura dla ogólnej inteligencji i funkcji wykonawczych ujawniona przez mapowanie uszkodzeń. Mózg, 135, 1154-1164. doi:10.1093/mózg/aws021
  11. ^ Penke, L., Muñoz Maniega, S., Bastin, ME, Valdés Hernández, MC, Murray, C., Royle, NA,… Deary, IJ (2012). Integralność przewodu istoty białej mózgu jako neuronalna podstawa ogólnej inteligencji. Psychiatria molekularna, 17, 1026–1030. doi:10.1038/mp.2012.66
Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Parieto-frontal_integration_theory&oldid=1120850662 ”