怎么样提高自己的大脑思维能力(怎样的大脑才是聪明的)

先来做智力个小测试,陈永仁在看紫霞仙子,紫霞仙子在看至尊宝。陈永仁已婚,但至尊宝没有,问已婚人士在看未婚人士吗?

·A) 是

·B) 否

·C) 无法确定

大部分人会选C,但其实答案是A。假设紫霞仙子已婚,那么已婚的紫霞仙子在看未婚的至尊宝。假设紫霞仙子未婚,那么已婚的陈永仁在看未婚的紫霞仙子。

怎么样提高自己的大脑思维能力(怎样的大脑才是聪明的)(1)

进入正题,我们的大脑通过其近 1000 亿个神经元的活动来工作,每个神经元都以电信号的形式收集、处理和传递信息。

传统上,对人类智力的研究主要集中在三个方向上:大脑结构和功能的大脑成像研究、寻找与智力相关基因的基因研究、以及行为心理学研究。行为心理学研究表明,更高的智商分数更高的受试者的反应时间更快。

近100年来,智力研究依靠空间、数字和语言测试来衡量智商等指标。心理学家使用统计方法来表征智力的不同组成部分以及它们在人们的一生中如何变化。他们确定,几乎所有的智力测试,无论内容如何,都彼此呈正相关,也就是说,那些在一项测试中得分高的人往往在其他测试中得分高,小时候聪明伶俐的到了晚年仍然是智慧的。

怎么样提高自己的大脑思维能力(怎样的大脑才是聪明的)(2)

但是智商背后的大脑结构和运行机制,无法从测试分数中推断出来,仍然是模糊的。大约25年前随着神经科学成像技术的出现和成熟,神经科学学家试图用大脑的物理特性来定义智力。1988年,加州大学学者使用正电子发射断层扫描(PET),通过检测神经元在放电时时使用的低放射性葡萄糖的量,来描绘大脑中代谢的图像。发现更聪明的人用更少的精力来解决问题——他们的大脑更有效率。在比较双胞胎的脑部扫描时,科学家还发现,髓鞘的质量在很大程度上是遗传的。参与逻辑和数学的顶叶85%是遗传决定的,视觉皮层约为76%是遗传决定的,参与学习和记忆的颞叶只有45%是遗传决定的。

怎么样提高自己的大脑思维能力(怎样的大脑才是聪明的)(3)

再后来,科学家把目光从脑部总体转向了脑细胞个体。在人脑计划中工作的科学家们首次发现了脑细胞大小和智商水平之间的直接关系,单个神经元胞体越大,突触越长,人越聪明。在标准 IQ 测试中展现的更高的处理速度和智力水平,还与大脑颞叶中较大的神经元以更快的速度产生电信号有关。

在以前,由于很难接触到人类活的神经元,这些细胞特性中的任何一个是否可以被证明与人类智力真正相关仍然是一个悬而未决的问题。

现在阿姆斯特丹自由大学的基础神经科学家与阿姆斯特丹大学医学中心的神经外科医生和临床心理学家合作,试图证明更聪明的大脑是否因为配备了动作电位更快、神经元更大的脑细胞。“这项研究首次采用单细胞视角,并将细胞特性与人类智能联系起来”。

荷兰团队研究了 46 名因脑肿瘤或癫痫需要手术的人。作为术前评估的一部分,每位患者在手术前都进行了智商测试。为了进入大脑深处的病变部位,外科医生通常必须移除小的未损坏的颞叶样本。这些样本仍然含有研究需要的活细胞。细胞大小和树突的复杂性、以及它们的电信号——动作电位,都在实验室中进行了测量,并与智商分数进行了比较。

他们发现,智商较高的人的细胞具有更长、更简单的树突和更快的动作电位,尤其是在思考增加时。通过计算建模,他们表明具有更大树突和更快动作电位的神经元可以处理更多的信息,并将更详细的信息传递给其他神经元。

起初,人们曾发现聪明人往往大脑体积更大,并且位于顶额叶区域的大脑区域也具有较大的灰质体积,于是推断较大的大脑内富含更多神经元,所以才具备更强的计算能力。另外,我们也认为越聪明的人,大脑皮层神经元之间连接越多。但根据波鸿鲁尔大学的神经科学家发表于《Nature Communications》的最新研究表明,事实恰恰相反。

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研究人员利用神经突定向分散和密度成像(neurite orientation dispersion and density imaging)分析了259名男性和女性的大脑(所有受试者还需进行智商测试),这种方法使研究人员得以测量大脑皮层的树突数量,树突数量代表着神经细胞之间交流的延展度。研究人员将收集到的数据联系起来发现,尽管聪明人神经元数量相对较多,但他们在智商测试中的大脑神经元活动明显比智商较低的人少。

总结:“智商高的人的大脑具备非常精简但极为高效的神经元连接,与更高智力相关的神经元回路能以稀疏而有效的方式组织,在推理过程中促进更定向的信息处理和更少的皮层活动。因此,他们虽然神经元活动少,却表现出更强的智慧表现。”

此外,神经影像学展现出的聪明个体较大的大脑,和在推理过程中较低的大脑活动率这两种观察结果,背后的微观结构原因仍然不清楚。

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研究结果如上图所示:低智商和高智商个体在脑体积,神经突起密度和皮层内树突方面的差异。高智商个体可能比低智商个体拥有更多的皮质体积,这由不同大小的大脑(左侧),和显示神经元和神经突起微结构的示例性放大(右侧)。皮质体积的差异由上图中脑周围的阴影突出显示。

小孩在长大的过程中,脑神经元细胞的数量不会增加,只是神经元变得越来越“强壮“,神经元之间的连接越来越紧密。

怎么样提高自己的大脑思维能力(怎样的大脑才是聪明的)(6)

至于智力基因如何导致大脑皮层厚度增加、神经元更大以及智商更高的人反应时间更快,背后深层次的过程,科学家仍然在探索中。如果光看表面,在现实中如果一个人额头饱满、发际线高、头发松软、他大概率会很聪明。比如那些聪明绝顶的程序员,有句老话说得好,聪明的脑袋不长毛。

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