Интеллект зависит не от строения мозга, а от динамики его развития


Отчего одни люди умнее других? С давних времен ученые и медики надеялись найти не только теоретическое, но и практическое решение этой проблемы. Иероним Босх, «Извлечение камня глупости», музей Прадо (изображение с сайта www.ibiblio.org)
Отчего одни люди умнее других? С давних времен ученые и медики надеялись найти не только теоретическое, но и практическое решение этой проблемы. Иероним Босх, «Извлечение камня глупости», музей Прадо (изображение с сайта www.ibiblio.org)

Толщина коры больших полушарий головного мозга у людей разного интеллектуального уровня примерно одинакова, однако динамика ее изменения с возрастом существенно различается. У очень умных детей в период от 6 до 10 лет толщина коры быстро увеличивается, достигая максимума к 11 годам, а затем начинает уменьшаться. У «просто умных» детей кора утолщается медленнее, и уже к 8-9 годам рост сменяется снижением. У детей со средними способностями в 6 лет кора толще, чем у их более интеллектуальных сверстников, однако в дальнейшем она лишь утончается.

Несмотря на большие успехи нейробиологии в последние десятилетия, извечный вопрос о том, почему одни люди умнее других, по-прежнему остается без ответа. Попытки найти корреляцию между интеллектуальным уровнем и степенью развития тех или иных отделов мозга, конечно, предпринимались, но четких результатов не дали. Общий объем мозга оказался очень слабо связан с интеллектуальным уровнем (хотя положительная корреляция все-таки прослеживается; r = 0,3). Поэтому появилось предположение, что различия в интеллектуальном уровне, возможно, определяются не столько строением мозга взрослого индивидуума, сколько динамикой его развития в детском и подростковом возрасте, то есть тем, когда, в какой последовательности и с какой скоростью происходят изменения абсолютных и относительных размеров различных частей мозга, в первую очередь — коры больших полушарий.

Именно это предположение и решила проверить группа ученых из США и Канады.

Исследователи измерили при помощи магнитно-резонансной томографии толщину коры у 307 детей и подростков (от 5 до 16 лет), сопоставив полученные данные с результатами тестов на интеллект (IQ). Тесты, разумеется, проводились с учетом возраста каждого ребенка. По итогам тестирования детей разделили на три группы, примерно равные по численности: 1) «очень умные» (IQ = 121–149), 2) «просто умные» (IQ = 109–120), 3) «средние» (IQ = 83–108).

Исследование основывалось на имеющихся данных о том, что из умных детей обычно вырастают умные взрослые, и наоборот (эта корреляция была установлена ранее рядом исследователей). Конечно, можно проследить изменение толщины коры у одного и того же ребенка в течение всего детства и юности, но на это, как нетрудно догадаться, требуется немало лет. В столь высококонкурентной области, как изучение мозга, исследователи не могут позволить себе такую роскошь. Поэтому в данном случае величина IQ, измеренная у ребенка, рассматривалась просто как константа, которая не будет меняться с возрастом. На этой основе принималось, что расположенные в ряд замеры толщины коры у разновозрастных детей с одинаковым IQ показывают, как меняется этот показатель с возрастом у людей с данным интеллектуальным уровнем.

Скорость изменения толщины коры в правой верхней и средней лобных извилинах (где различия в динамике изменений наиболее выражены). Положительные значения соответствуют утолщению коры, отрицательные — утончению. Точка пересечения кривой с осью Х соответствует моменту, когда толщина коры максимальна (рис. из статьи в Nature)
Скорость изменения толщины коры в правой верхней и средней лобных извилинах (где различия в динамике изменений наиболее выражены). Положительные значения соответствуют утолщению коры, отрицательные — утончению. Точка пересечения кривой с осью Х соответствует моменту, когда толщина коры максимальна (рис. из статьи в Nature)

Оказалось, что у «очень умных» детей кора больших полушарий развивается наиболее динамично (см. рис.): сначала толщина коры быстро растет, затем (начиная с 12 лет) довольно быстро снижается. Максимальная толщина коры наблюдается в одиннадцатилетнем возрасте. У «просто умных» и увеличение, и последующее уменьшение толщины коры происходят медленнее, а максимум достигается в 8,5 лет. У «средних» наблюдалось лишь медленное уменьшение толщины коры.

Авторы заключают, что интеллектуальный уровень, по-видимому, связан не с «количеством серого вещества» в тех или иных отделах коры, а с тем, как развивается мозг в детстве и юности.

Различия по толщине разных участков коры между «очень умными» и «средними» индивидуумами в зависимости от возраста (возраст обозначен цифрами рядом со схематическими изображениями правого полушария). Фиолетовые и синие тона показывают участки, в которых у «средних» детей кора толще, чем у «очень умных»; красные, желтые и зеленые — участки, где более толстая кора характерна для «самых умных». Видно, что в раннем возрасте у «средних» детей во многих участках кора толще, затем начиная с 10-11 лет более толстая кора характерна для «очень умных» (особенно в лобных долях), эти различия достигают максимума к 13 годам и затем постепенно сходят на нет (рис. из статьи в Nature)
Различия по толщине разных участков коры между «очень умными» и «средними» индивидуумами в зависимости от возраста (возраст обозначен цифрами рядом со схематическими изображениями правого полушария). Фиолетовые и синие тона показывают участки, в которых у «средних» детей кора толще, чем у «очень умных»; красные, желтые и зеленые — участки, где более толстая кора характерна для «самых умных». Видно, что в раннем возрасте у «средних» детей во многих участках кора толще, затем начиная с 10-11 лет более толстая кора характерна для «очень умных» (особенно в лобных долях), эти различия достигают максимума к 13 годам и затем постепенно сходят на нет (рис. из статьи в Nature)

Источник: P. Shaw, D. Greenstein, J. Lerch, L. Clasen, R. Lenroot, N. Gogtay, A. Evans, J. Rapoport, J. Giedd. Intellectual ability and cortical development in children and adolescents // Nature. 2006. V. 440. P. 676-679.

Александр Марков

<< Назад