Wie treiben motorische Regionen des Gehirns die Fluid Intelligence?

Ich war aufgeregt, heute Morgen aufzuwachen und über eine faszinierende neue Studie des Beckman-Instituts für Fortgeschrittene Wissenschaft und Technologie an der Universität von Illinois zu lesen, die uns hilft, die Gehirnmechanik hinter dem komplexen Rätsel der Verknüpfung von körperlicher Aktivität und motorischer Koordination besser zu verstehen zu flüssiger Intelligenz.

Was ist flüssige Intelligenz?

Flüssige Intelligenz ist die Fähigkeit, kreativ zu denken und Probleme in neuartigen Situationen zu lösen, unabhängig von speziell erworbenem Wissen. Flüssige Intelligenz beinhaltet die Fähigkeit, analytische Logik zusammen mit implizitem Wissen zu verwenden, indem scheinbar unzusammenhängende Muster identifiziert und die Punkte auf neue und nützliche Weise verbunden werden.

Einen "Aha!" – Moment zu haben, in dem Sie darum ringen, eine analytische Lösung zu finden, aber dann einen intuitiven Blitz der Einsicht, der eine korrekte Antwort liefert, ist ein Beispiel für flüssige Intelligenz. Auf der anderen Seite ist kristallisierte Intelligenz die strikte analytische Fähigkeit, Fähigkeiten, Wissen und Erfahrung zu nutzen, um Fragen zu beantworten.

Kristallisierte Intelligenz ist eine Form des deklarativen Gedächtnisses, die deine intellektuelle, zerebrale Erkenntnis repräsentiert. Kristallisierte Intelligenz wird hauptsächlich durch Ihr Vokabular und andere Arten expliziten Wissens demonstriert, die Sie sich für einen standardisierten Test merken können.

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In diesem Blogbeitrag werde ich die neueste Studie des Beckman Institute über fluide Intelligenz kurz rekapitulieren und dann eine kurze Zeitleiste vorstellen, die aufzeigt, wie diese neuen Erkenntnisse in meinen hypothetischen Rahmen der Gehirnmechanik passen von "suprafluidity" basierend auf früheren Bloggerichten von Psychology Today , die ich über fluide Intelligenz geschrieben habe.

Ich definiere Suprafluidität als den höchsten Zustand der Flow-Erfahrung. Superfluidität ist eine episodische Erfahrung, bei der Geist, Körper und Gehirn in einem egolosen Zustand von "Super-Flow" funktionieren, der durch Null Reibung, Null-Viskosität und Null-Entropie zwischen Gedanken, Ideen und Bewegungen gekennzeichnet ist.

Hirnmetabolismus in motorischen Regionen korreliert mit Fluid Intelligence

Die neue Studie von Forschern der University of Illinois hat einen Weg aufgezeigt, wie ein gesunder Gehirnstoffwechsel mit der fluiden Intelligenz korrespondiert, die sie als "ein Maß für die Fähigkeit zur Lösung ungewöhnlicher oder komplexer Probleme" definieren.

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Das Verständnis der spezifischen Gehirnmechanik und Energiequellen, die die Fluidintelligenz steuern, hilft Neurowissenschaftlern, kognitive Prozesse zu charakterisieren, die bei verschiedenen Arten von Intelligenz eine Rolle spielen, und bietet Einblicke darüber, welche Arten von Interventionen die Fluidintelligenz verbessern könnten. Zum Beispiel habe ich die Hypothese, dass aerobes Training Kreativität und Flüssigkeitsintelligenz stimuliert, was diese neue Forschung bestätigt.

Die März-2016-Studie "Multivariate Assoziationen von Fluid Intelligence und NAA" wurde in der Zeitschrift Cerebral Cortex veröffentlicht .

Hirnrinde in rot.

Quelle: Biowissenschaftsdatenbank / Wikimedia Commons

Für diese Studie verwendeten die Beckman-Forscher Magnetresonanzspektroskopie (MRSI) zur Messung von N-Acetylapartat (NAA). NAA ist ein biochemischer Marker, der verwendet wird, um die neurale Energieproduktion in bestimmten Gehirnregionen zu messen. Dann untersuchten sie die Beziehung zwischen NAA-Konzentrationen in verschiedenen Regionen des Gehirns und der Flüssigkeitsintelligenz.

Die Forscher untersuchten, wie die Verteilung von NAA im Frontal- und Parietallappen mit der Flüssigkeitsintelligenz zusammenhängt, und fanden heraus, dass der Energiestoffwechsel in der linksseitigen frontal-parietalen Hirnregion eine Flüssigkeitsintelligenz vorhersagt.

Diese Befunde waren unabhängig von der Größe des Gehirns, was von vielen als ein weiterer signifikanter Prädiktor der Flüssigkeitsintelligenz angesehen wird. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die motorischen Regionen in der Großhirnrinde eine Schlüsselrolle bei der Visualisierung und Planung spielen, die für die räumliche Wahrnehmung und das Denken notwendig sind.

In einer Pressemitteilung sagte Aki Nikolaidis, der die Forschung mit Ryan Larsen und dem Direktor des Beckman Institute, Arthur Kramer, leitete: "Flüssige Intelligenz ist eine der nützlichsten verfügbaren kognitiven Maßnahmen. Dieser Bereich bezieht sich auf die Arbeitszufriedenheit und das Gehaltsniveau einer Person, neben anderen realen Ergebnissen. "

Nikolaidis und seine Kollegen fanden heraus, dass die NAA-Konzentration in einem Bereich des Gehirns, der mit motorischen Fähigkeiten in den frontalen und parietalen Kortexen verbunden ist, spezifisch mit der Flüssigkeitsintelligenz verbunden war. "Die motorischen Regionen des Gehirns haben eine Rolle bei der Planung und Visualisierung von Bewegungen sowie deren Ausführung", sagte Nikolaidis. "Mentale Visualisierung ist ein Schlüsselelement der fluiden Intelligenz."

Die Forscher folgerten, dass, während die Gesamtgröße des Gehirns genetisch bestimmt und nicht leicht verändert werden kann, NAA-Spiegel und Gehirnmetabolismus auf Gesundheitsmaßnahmen wie Diät, Bewegung oder kognitives Training reagieren können, die die Flüssigkeitsintelligenz verbessern können.

Wie steuern die Bewegungsregionen des Gehirns die Fluid Intelligence?

Wie ich bereits erwähnt habe, war ich beim ersten Lesen der neuen Studie vom Beckman-Institut sofort neugierig darauf, herauszufinden, wie diese Erkenntnisse, die auf dem neuesten Stand der Technik waren, neue empirische Beweise liefern könnten, die einige Vermutungen und Vermutungen stützen Ich hatte über die Gehirnmechanik der Kreativität und der flüssigen Intelligenz.

Im folgenden Abschnitt habe ich eine Zeitleiste verschiedener Studien zusammengestellt, über die ich in früheren Blog-Beiträgen von Psychology Today geschrieben habe. All diese Befunde sind Teil meines andauernden Versuchs, das Rätsel zu lösen, welche Rolle das Kleinhirn (lateinisch für "kleines Gehirn") in kognitiven und kreativen Prozessen spielt. In den letzten zehn Jahren habe ich versucht, Fragen über das Kleinhirn zu beantworten, das mein Vater mir vor seinem Tod 2007 gestellt hat.

Kleinhirn in rot.

Quelle: Life Science Datenbanken / Wikimedia Commons

Mein Vater, Richard Bergland, war Neurowissenschaftler, Neurochirurg und Autor des Stoffes des Geistes . Mein Vater war von der Tatsache besessen, dass das Kleinhirn nur 10 Prozent des Hirnvolumens ausmacht, aber über 50 Prozent der Neuronen Ihres Gehirns enthält. Er sagte oft: "Wir wissen nicht genau, was das Kleinhirn tut, aber was auch immer es tut, es macht eine Menge davon."

Historisch gesehen wurde das Kleinhirn von den meisten Neurowissenschaftlern als eine Region des Gehirns angesehen, die hauptsächlich an nicht-denkenden Aktivitäten beteiligt ist, wie z. B. das Koordinieren des Timings und der Präzision von Muskelbewegungen. In den letzten Jahren hat jedoch eine Vielzahl von Studien gezeigt, dass das Kleinhirn zum ersten Mal eine zentrale Rolle in vielen unserer kognitiven, emotionalen und kreativen Prozesse einschließlich der fluiden Intelligenz spielt.

Diese rudimentäre Skizze zeigt, wie motorische Regionen in verschiedenen Hemisphären des Groß- und Kleinhirns zusammenarbeiten könnten, um die fluide Intelligenz zu steuern. Circa 2010.

Quelle: Foto und Illustration von Christopher Bergland

Die linke Hemisphäre des Großhirns kontrolliert die rechte Seite des Körpers; die linke Hemisphäre des Kleinhirns kontrolliert die linke Körperseite und umgekehrt. Jeremy Schmamann, MD aus dem Massachusetts General Hospital (MGH) an der Harvard Medical School hat die Theorie, dass das Kleinhirn Gedanken und Ideen genau so feinabstimmen könnte, wie es Muskelbewegungen fein abstimmt. Ich denke, er ist auf etwas.

Im Folgenden sind nur ein paar Beispiele von Dutzenden von Studien, über die ich in den letzten Jahren geschrieben habe, die jeweils Puzzleteile sind, um das Rätsel zu lösen, wie Hirnstruktur, funktionelle Konnektivität – und jetzt, wie der Stoffwechsel von NAA in motorischen Regionen in der Hirnrinde – sind mit flüssiger Intelligenz und Suprafluidität verbunden.

Im Oktober 2013 berichteten Forscher der Universität Jyväskylä in Finnland, dass Kinder mit schlechter motorischer Kompetenz auch schlechtere Lese- und Rechenfähigkeiten haben. Die finnische Studie fand heraus, dass Kinder, die in Agilitäts-, Geschwindigkeits- und manuellen Geschicklichkeitstests schlecht abschnitten, in der ersten bis dritten Klasse niedrigere Lese- und Rechenergebnisse aufwiesen. Auf der anderen Seite, Kinder mit besserer Leistung in motorischen Tests erzielte höhere in Lese-und Arithmetik-Tests.

Im April 2013 fand eine Studie von Forschern der School of Child Development an der medizinischen Fakultät der Universität Osaka heraus, dass die Unterkonnektivität zwischen dem Kleinhirn und anderen Hirnregionen zu vielen Merkmalen von Autismus-Spektrum-Störungen (ASD) beiträgt.

Im Dezember 2013, eine Studie, "Selbst wenn Test-Scores steigen, einige kognitive Fähigkeiten nicht" vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) Neurowissenschaftler arbeiten mit Bildung Forscher an der Harvard University und Brown University fand, dass Studenten an akademisch leistungsstarken Schulen hat nicht notwendigerweise eine verbesserte Flüssigkeitsintelligenz.

Im April 2014 veröffentlichten Forscher der Oregon State University eine Studie, die eine starke Korrelation zwischen dem Schweregrad der Autismus-Spektrum-Störung und motorischen Defiziten bei sehr jungen Kindern zeigt.

Im Mai 2015 veröffentlichten Forscher der Stanford University eine Studie, die ergab, dass das Kleinhirn tatsächlich der Sitz der Kreativität sein könnte. In einer Pressemitteilung fasste der leitende Autor der Stanford-Studie, Manish Saggar, Ph.D. die Ergebnisse zusammen, wie das analytische Denken "Aha!" -Momente beeinflusste, indem er sagte: "Je mehr du darüber nachdenkst, desto mehr versuchst du es "Genau das würde Tennislegende Arthur Ashe als" Lähmung durch Analyse "bezeichnen.

Eine Studie aus dem Juli 2015 ergab, dass dynamische propriozeptive Aktivitäten, die speziell das Kleinhirn betreffen, das Arbeitsgedächtnis um 50 Prozent erhöhten. Arbeitsgedächtnis schafft den mentalen Arbeitsplatz, der Kreativität und flüssige Intelligenz fördert.

Im März 2016 veröffentlichte Ian Fyfe, MD, einen Artikel, "Cerebellar Atrophy hat krankheitsspezifische Muster" in der Zeitschrift Nature Reviews Neurology. In seinem Review hebt Fyfe zwei kürzlich erschienene Studien hervor, die charakteristische Muster der Kleinhirnatrophie identifiziert haben, die mit größeren Mustern der Degeneration des Gehirns im Zusammenhang stehen. Beide Studien fanden heraus, dass der Verlust des Gehirnvolumens der grauen Substanz in bestimmten Regionen des Kleinhirns mit der Alzheimer-Krankheit (AD) und der frontotemporalen Demenz (FTD) zusammenhängt.

All diese Studien scheinen auf den ersten Blick unabhängig von einer streng "kristallisierten Intelligenz" Perspektive zu sein. Wenn ich sie jedoch durch die Linse der flüssigen Intelligenz betrachte, habe ich eine Ahnung, dass sie irgendwie miteinander verbunden sind. Trotzdem war ich noch nicht in der Lage, alle Punkte zu einem nahtlosen Schluss zu bringen. Dies ist ein work in progress.

Fazit: Metakognition und die Bedeutung von "Nachdenken über Ihr Denken"

Während der letzten paar Stunden, als ich diesen Blogeintrag schrieb – sowohl auf meinem Desktop als auch auf meinem Smartphone beim Joggen – wurde mir klar, dass dieser Artikel in vielerlei Hinsicht das flüssige Denken und den Energiestoffwechsel in den motorischen Regionen des Gehirns darstellt Aktion.

Zum Beispiel bin ich heute um 5 Uhr aufgewacht und habe zum ersten Mal die neue Studie des Beckman-Instituts gelesen. Nachdem ich einen Topf mit sehr starkem Kaffee gemacht hatte, verbrachte ich ungefähr eine halbe Stunde in einem intensiven zerebralen Zustand mit Laser-Fokus auf dem Versuch, die wesentlichen Details der empirischen Wissenschaft zu verstehen, die in der Studie mit rein kristallisierter Intelligenz enthalten war.

Dann schnürte ich meine Laufschuhe hoch und machte einen langen Jogging bei Sonnenaufgang. Das Ziel meines Laufes war es, die Punkte dieser Studie aktiv zu lösen und mit früheren Untersuchungen zu verbinden, um zu sehen, wie die neuesten Erkenntnisse zu meiner Hypothese über alle vier Gehirnhälften des Kleinhirns und des Großhirns mit Kognition verbunden sind.

Während ich rannte, habe ich Tagträumen und Abstand genommen, aber auch über all diese Forschung in einer sehr entspannten und laissez-faire Weise nachgedacht . Ich "löste" bewusst meinen präfrontalen Kortex und wartete geduldig darauf, dass Einsichten aufblähten. Immer wenn ich einen kleinen "Aha!" – Moment hatte, diktierte ich mir eine SMS als Erinnerung in mein Telefon, damit ich die Idee nicht vergessen würde, bevor ich an meinen Computer zurückkehrte, um diesen Blogeintrag zu schreiben.

Während meines Joggens habe ich mir auch die Struktur und das Format dieses Blogbeitrags ausgedacht, visualisiert, wie ich es aussehen lassen wollte und wie es fließen soll. In der Minute, in der ich von meinem Lauf nach Hause kam, ging ich direkt zu meinem Computer und setzte mich an meinen Schreibtisch (immer noch in Schweiß gebadet). . . Ich tippte die gerade gelesene Kopie ein, lud einige Fotos hoch, polierte sie und postete sie auf der Website von Psychology Today . Voila!

Es ist klar, dass dieser Blogbeitrag keine Pulitzer-Preise gewinnen wird. Das heißt, meine Hauptmotivation für das Schreiben über innovative Neurowissenschaften besteht darin, potentiell esoterische Befunde an ein großes Publikum zu senden. Ich hoffe, dass jemand, der dies liest, seine fluide Intelligenz anzapfen wird, einen "Aha!" – Moment erleben und unser kollektives Verständnis für diese Ideen vorantreiben wird.

In meinen Augen funktioniert die flüssige Intelligenz am besten, wenn Menschen ihre Hypothesen mit anderen teilen, bevor sie sich fest zu steinhartem, kristallisiertem Wissen verfestigt haben. Bleiben Sie dran und teilen Sie Ihre Gedanken und Ideen mit mir und anderen in den Kommentaren.

Um mehr zu diesem Thema zu lesen, schau dir meine Blogposts von Psychology Today an ,

• "Zu viel kristallisiertes Denken senkt die flüssige Intelligenz"
• "Eureka! Die Gehirnmechanik von "Aha! Moments" dekonstruieren
• "Ist das Kleinhirn fein abgestimmte komplexe zerebrale Prozesse?"
• "Können körperliche Aktivitäten die Flüssigkeitsintelligenz verbessern?"
• "Superfluidität: Das Rätsel der kognitiven Flexibilität entschlüsseln"
• "Die Neurowissenschaft der Phantasie"
• "Warum übersättigt man den kreativen Prozess?"
• "Das Kleinhirn kann der Sitz der Kreativität sein"

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