Filozofski fakultet u Rijeci Odsjek za psihologiju Inteligencija Ak.god. 2004./2005.
NEUROPSIHOLOGIJA I PSIHOFIZIOLOGIJA INTELIGENCIJE
Stjepan Štajduhar
16.05.2005.
Od samih početaka i razvoja pojma inteligencije istraživači nastoje identificirati biološke osnove ljudskog intelekta. Je li inteligencija uvjetovana obujmom mozga, brzinom obrade informacija ili efikasnošću sinaptičkog prijenosa, pitanje je koje već dugo čeka svoj odgovor. Intere s za boljim razumijevanjem inteligencije čovjeka vidljv je i na primjeru mozga Alberta Einsteina, koji se još uvijek čuva i predmet je proučavanja. Od njegove smrti, 1955. godine, istraživači proučavaju njegov mozak u nadi da će otkriti razlikuje li se mozak ovog krajnje inteligentnog pojedinca od mozgova drugih osoba. Schiebel i Diamond(Altman,1991; prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) nalaze da je Einsteinov mozak imao značajno više oligodendroglija stanica, te da je imao manji omjer izmeu živčanih i glija stanica u lijevom donjem tjemenom režnju (kojeg se smatra važnim za verbalne asocijacije i pojmovno shvaćanje). No takav nalaz ne omogućuje nam donošenje jednostranog zaključka. Pitanje na koje Schiebel i Diamond nisu dali odgovor jest je li se Einstein rodio s različitim živčanim sustavom ili se njegov mozak u početku nije razlikovao od mozgova drugih pojedinaca, ali se iz nekog razloga razvio na drugačiji način? Glavno pitanje koje se namaće je koja to odreena svojstva živčanog sustava (posebice mozga) značajno doprinose intelektualnim sposobnostima (ili intelektualnim ograničenjima svakog pojedinca), a u nastojanjima da se doe do odgovora razvili su se različiti biološki pristupi proučavanju neurološke osnove ljudske inteligencije (Sternberg,2000). Kako navode Gardner, Kornhaber i Wake(1999), niti jedan od tih pristupa ne odgovara na pitanje što je inteligencija, već traži povezanost izmeu rezultata testova inteligencije s jedne i veličine mozga ili elekrofiziološkog funkcioniranja živčanog sutava s druge strane. GRAA MOZGA
Mogućnost odnosa veličine mozga i inteligencije uvidjeli još i Broca(1861) i Galton(1888; oba prema Sternberg,2000). Početkom 19.stoljeća dolazi do razvoja frenologije, prema kojoj važni podatci o intelektu proizlaze iz veličine i oblika lubanje (koji odražavaju izgled mozga), te Gall i ostali mjere pojedina područ ja lubanje i usporeuju njihove meusobne omjere, te nastoje utvrditi koreliaciju s inteligencijom, mudrošću itd(Gardner,1975; prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999). Iako se pokazalo 1
kako su osnove pretpostavke frenologije bile pogrešne, Fodor(1983; prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) smatra kako im se treba odati priznanje iz 2 razloga : a.) promotrili su kako izgleda mozak onoliko temeljito koliko su im to njhove metode dopuštale b.) pokušavali su povezati ono što su otkrili o veličini i grai mozga s odreenim aspektima ljudskog ponašanja i mišljanje Iako su se metode frenologije pokazale pogrešnima, pronaeni su neki nalazi koji govore u prilog tezi o povezanosti veličine glave i inteligencije. Tako Hoadley(1929) te Wickett i sur.(1999; oba prema Sternberg,2000) nalaze korelaciju izmeu volumena mozga i inteligencije, i onda iznosi oko 0,6 kod odraslih, dok kod djece iznosi preko 0,9 (Bray i sur.,1969; Lemons i sur.,1981; oba prema Sternberg,2000). Na pitanje čemu se može pripisati korelacija izmeu
volumena
mozga
i
inteligencije
Pakkenberg
i
Gunderson(1997; prema Sternberg,2000) odgovaraju da veći mozgovi imaju više neurona što može voditi većoj inteligenciji kroz veći broj sinapsi te time i većim kognitivnim kapacitetima, dok Miller(1994; prema Sternberg,2000) sugestira da individualne razlike u mijelinu (koji poboljšava provodnju živčanih impulsa) mogu biti osnova korelacije izmeu volumena mozga i inteligencije. Pennington i sur.(2000; prema Thoma i sur.,2005) smatraju da u onom stupnju u kojemu generalna inteligencija reflektira ukupno funkcioniranje mozga (i specifičnih regija povezanih s IQ-om) relativno anomalan razvoj mozga može rezultirati relativno niskom generalnom inteligencijom. Autori na pitanje kroz koje procese i obilježja mozga razvojna nestabilnost utječe na generalnu inteligenciju nude 2 mogućnosti : 1. Kako navode Andreasen i sur.(1993; prema Thoma i sur.,2005) postoji dobro utemeljena asocijacija izmeu generalne inteligencije i kortikalnog volumena. U skladu s tim je i korelacija izmeu volumena mozga i IQ koju nalaze Deary i Caryl(1997; prema Thoma i sur.,2005), a koja iznosi otprilike 0,4. Prema autorima, razvojna nestabilnost mogla bi kompromitirati efikasnost procesa neuralnog razvoja, time dovodeći do reduciranja ukupnog kortikalnog volumena, te smanjenja generalne kognitivne sposobnosti. 2. S druge strane, razvojna nestabilnost može utjecati na generalnu inteligenciju i neovisno o kortikalnom volumenu. Ona može kompromitirati preciznost 2
organizacijskog dizajna mozga, a mozak koji je oraniziran na manje efikasan način, neovisno o svojoj veličini, mogao bi rezultirati slabijim i sporijim procesiranjem informacija, što se reflektira nižim IQ-om (Thoma i sur.,2005).
Organizacija mozga
Dobar uvid u kompleksnost funkcioniranja mozga pružaju nam mozgovna oštećenja i poremećaji poput ”aleksije bez agrafije” (poremećaj kada osoba izgubi sposobnost čitanja,
ali i dalje može pisati i sricati slova). Zahvaljujući proučavanjima takvih
poremećaja ranija vjerovanja poput onoga Lashleya(1950) i Lenneberg(1967; oba prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) kako bilo koji dio živčanog sustava može obavljati bilo koju funkciju, ili kako svi dijelovi živ čanog sustava funkcioniranju na sličan ili jednak na čin odbačena su. Kako navodi Njemanze(2005), prema Lashleyevoj pretpostavci generalna inteligencija difuzno je reprezentirana u cijelom cortexu te bilo koja ozljeda mozga dovodi do smanjenja intelekta, što se danas zna da nije točno. Općenito se inteligencija može dovesti u čvršću vezu s funkcioniranjem odreenih centara u mozgu negoli s ukupnom veličinom ili oblikom mozga. a. Luria(1966) te Basso i sur.(1973; oba prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) nalaze da uništenje stražnjih tjemenih područ ja uzrokuje slabljenje uratka na testovima inteligencija, te stoga Basso i sur.(1973; prema Njemanze,2005) smatraju da je neuralna podloga inteligencije područ je iza centralnog sulcusa. b. drugi smatraju da su središta intelekta
čeoni
režnjevi, te Gardner(1975),
Hebb(1949; oba prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) nalaze da pojedinci s ozljedom čeonog režnja izgube osjećaj za svrhu te postaju druge osobe, no još uvijek mogu postizati dobre rezultate na testovima inteligencije. Horn(1985; prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) to objašnjava time da testovi inteligencije važnot pridaju “kristaliziranom znanju”, a čini se kako je neoštećeni čeoni
režanj od presudne važnosti za sposobnost učenja novih stvari ili za
oslanjanje na učenje kada se mora izaći na kraj s novom situacijom (“fluidno znanje”)
3
c. neki neuropsiholozi, poput Kinsbournea(1993; prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) sumnjaju u primjerenost podataka o mozgovnoj lokalizaciji ljudske inteligencije. Prema njemu, inteligencija nije funkcija nekog mozgovnog područ ja, već je povezana se fluentnošću i/ili fleksibilnošću čitavog neuralnog sustava – rad sustava može biti narušen lošim funkcioniranjem nekog njegovog dijela, ali tvrditi kako je ta funkcija sadržana u tom dijelu je pogrešno.
FUNKCIONIRANJE MOZGA
o
Jedan
PET
od
načina
funkcionalnog
snimanja
mozga
je
pozitronska
emisijska
tomografija(PET) kojom se dobivaju informacije o kortikalnoj aktivnosti. Istraživanja Haiera i sur.(1992;1998;prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) pokazuju da pojedinci koji su intelektualno sposobniji mogu lakše mobilizirati odgovarajuće neuralne centre i ubrzo mogu rješavati zadatke uz manju aktivnost mozga. Kako navode Larson i sur.(1995; prema Sternberg, 2000), PET studijama pokazalo se da, kada se mogu uključiti u mentalnu aktivnost po izboru, osobe s većim IQ-om demonstriraju povećanu aktivnost mozga, ali, kada se od njih traži odreeni kognitvni zadatak, osobe s višim IQ-om mogu izvršiti zadatak s manjom potrošnjom energije. Odnosno, može se reći da osobe s visokim IQ-om imaju veću „brainpower” na raspolaganju te ju efikasnije koriste kada je potrebno. Prema Neubauer i Fink(2003) ta snažnije fokusirana kortikalna aktivacija kod inteligentnijih u odnosu na manje inteligentne se interpretira u terminima hipoteze neuralne efikasnosti – inteligentniji efektivnije koriste cortex (ili cijeli mozak) nego slabije inteligentni. U skladu s hipotezom neuralne efikasnosti, Haier i sur.(1992; prema Neubauer i Fink,2004) smatraju da inteligentniji koriste manje neurnskih krugova i/ili manje neurona, što zahtjeva manje glukoze. Jaušovec i Jaušovec(2003) smatraju da neuralna efikasnost može proizlaziti iz neupotrebljavanja mnogih područ ja mozga nebitnih za dobro izvršavanje zadatka, ali i iz usmjerenije upotrebe područ ja mozga relevantnih za neki zadatak kod osoba veće inteligencije, dok Neubauer i sur.(2004) smatraju da se da se efekt neuralne efikasnosti primarno javlja kada su ispitanici 4
najmanje upoznati s zahtjevima uvjeta tako da mogu riješiti zadatke onoliko brzo i efikasno koliko im to njihova inteligencija dopušta, odnosno što je ispitanik inteligentniji to je više profitirao od vježbe (na neuropsihološkom nivou).
o
EEG
Kod EEG-a se usporeuju se obrasci spontane mozgovne aktivnosti dok se osoba odmara s obrascima aktivnosti kada je osoba pobuena, a kako navode Brody(1992) i Ceci (1990; prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) još nema čvrstih zaključaka na tom područ ju. No Hendrickson i Hendrickosn(1980; prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) uspjevali su dobivati značajne korelacija izmeu IQ-a i EEG mjera, a prema njima ta korelacija je tolika da EEG mjere mogu zamijeniti druge mjere opće inteligencije. No, drugi istraživači njihove nalaze nisu uspjeli ponoviti, a i meu onima koji prosuuju kako postoji jasna povezanost izmeu mozgovnih valova i inteligencije ne postoji slaganje u tumačenju značenja te povezanosti te jedni smatraju da EEG izravno mjeri neuralno funkcioniranje koji nije pod utjecajem iskustva („hard-wired neural functioning”) dok drugi smaraju da EEG mjeri one značajke obraivanja informacija koje nastaju iz iskustva (Gardner, Kornhaber i Wake,1999). Jaušovec i Jaušovec(2003) kao glavni problem kod korištenja EEG-a navode lošu spacijalnu rezoluciju, te je po njima pretpostavka da se razlike u EEG mjeri u odnosu na inteligenciju
javljaju
zbog
korištenje/nekorištenja
mozgovnih
područ ja
relevantnih/irelevantnih za zadatak je u najmanju ruku nejasna. Oni koriste metodu trenutne gustoće (LORETA) kojom su pokazali razlike izmeu visoko i nisko inteligentnih osoba u FWHM volumenu (količini spacijalne disperzije izvora). Njihovi nalazi pokazali su da kada su rješavali zadatke, kod visoko inteligentnih osoba aktivna su bila inferiorna područ ja desne hemisfere, dok su kod nisko inteligentnih aktivna bila superiorna područ ja lijeve hemisfhere. Autori na temelju toga smatraju da visoko inteligentni imaju više spacijalno koordiniranu elektrokortikalnu aktivnost kada su uključeni u rješavanje problema, dok nisko inteligentni pokušavaju procesirati podražaj uključivanjem više neuralnih mreža.
5
o
EP - Evocirani potencijali
Kod istraživanja evociranih potencijala razlikuju se 2 pravca istraživanja : a.) promatra se prosječan broj evociranih potencijala, te su analize duljine prosječnih evociranih potencijala pokazale visoku korelaciju (oko 0,8) s rezultatima u testovima inteligencije. Točnije, duljina prosječnih evociranih potencijala veća je za osobe koje postižu više rezultate u testovima inteligencije – Eysenck(1986) i Anderson (1992; oba prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) to objašnjavaju time da kod osoba visoke inteligencije evocirani potencijali oblikuju sličan obrazac jer se kroz mozak tih osoba informacije prenose s malo pogrešaka ili „šuma”, dok je kod osoba niske inteligencije duljina prosječnih evociranih potencijala manja jer svaki evoc.potencijal nosi mnogo šuma. b.) Schafer (1982; prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) smatra da postoje goleme razlike izmeu osoba visoke i niske inteligencije. Osobe s visokim IQ-om, koje slušaju otkucaje koji se pojavljuju u pravilnom vremenskom razmaku, odašilju manje evociranih potencijala nego kada slušaju otkucaje koji se pojavljuju u slučajnim vremenskim razmacima. Osobe niskog IQ-a davale su nerazmjerno više evociranih potencijala na otkucaje koji su se pojavljivali u predvidivim razmacima. Prema Schaferu, ovi rezultati pokazuju da visoko inteligentni pojedinci mogu ignorirati jako predvidive dogaaje, ali i dalje motriti one manje predvidive. Za razliku od toga, manje inteligentni imaju više poteškoća u razlikovanju tih dviju vrsta dogaaja Uz korelaciju izmeu volumena mozga i inteligencije, Deary i Caryl(1994; prema Sternberg, 2000) nalaze i da latencija i amplituda evociranog potencijala P300 (pozitivni potencijal s prosječnim vremenom latencije od 300 ms) pokazuju najkonzistentnije korelacije s inteligencijom, dok Kutas i sur.(1997; prema Sternberg,2000) smatraju da je P300 pokazatelj brzine klasifikacije podražaja i procesa donošenja odluka. Deary i sur.(1989; prema Sternberg, 2000) postavljaju 3 osnovne indikacije brzine kognitivnog procesiranja, a to su vrijeme inspekcije (IT), vrijeme reakcije (RT) te latencija evociranog potencijala. Kako navode Kranzier i Jensen(1989; prema
6
Sternberg,2000), i IT i RT imaju značajne korelacije s mjerama IQ, kao i neke EP komponente. McGarry-Roberts i sur.(1992; prema Sternberg,2000) pokazuju da se RT i latencija evociranog potencijala P300 povećavaju se s povećanjem težine zadatka te su pokazatelj brzine procesiranja, dok odnos amplitude evociranog potencijala P300 s inteligencijom nije baš jasan. Kako navodi Johnson(1988; prema Sternberg,2000), amplituda evociranog potencijala P300 je pokazatelj količine ekstrahiranih informacija tijekom kognitivnog procesiranja. Kako veća amplituda sugestira veću količinu informacija, može se smatrati da osobe više inteligencije imaju veće amplitude u odnosu na osobe niske inteligencije. No, moguće je da osobe više inteligencije efektivnije koriste svoje kognitivne resurse, time reducirajući amplitudu P300. Iako je funkcionalni značaj amplitude evociranog potencijala P300 upitan, dosadašnje spoznaje indiciraju da osobe visoke inteligencije odluke donose brže od osoba niske inteligencije, što je potvrda tvrdnje da je visoka mentalna sposobnost, barem djelomično, odreena brzinom procesiranja informacija(Sternberg,2000). BRZINA PROVOENJA IMPULSA
Vernon i Mori(1989) te Reed i Jensen (1992; svi prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) nalaze umjerene korelacije izmeu brzine živčanog provoenja i mjere inteligencije. Reed(1984; prema Sternberg,2000) snatra da se individualne razlike u brzini provoenja impulsa možda mogu pripisati genetskim razlikama u strukturi i količinu neurotransmitera, što daje granice stupnju obrade informacija. Drugim riječima, može se očekivati korelacija s bržim vremenom reakcije i višom inteligencijom. Vernon i Mori(1992; prema Sternberg,2000) pak nalaze značajnu korelaciju izmeu IQ, vremena rekacije i brzine provoenja impulsa, s tim da je brže provoenje impulsa bilo je povezano s višim IQ-om i bržim procesiranjem informacija. No druga istraživanja nisu uspjela potvrditi dobivene nalaze, a pri ponovnom provoenju istraživanja Vernon i sur.(1999; prema Sternberg,2000) dobivaju da nijedna mjera brzine provoenja impulsa nije značajno korelirala s vremenom reakcije, indicirajući da fiziološka mjera provodnje impulsa nije povezana s ponašajnom mjerom brzine obrade informacija.
7
ZAKLJUČAK
U provedenim istraživanjima uglavnom su pronaene umjerene korelacije izmeu odreene mjere aktivnosti mozga i neke intelektualne sposobnosti (poput rezultata na testu inteligencije). U skladu s tim nalazima Eysenck(1986) smatra da je inteligencija svojstvo živčanog sustava, dok Jensen(1993; oba prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) pretpostavlja da osobe s višom općom inteligencijom mogu imati živčani sustav koji funkcionira brže ili u kojemu ima manje „šuma”. Iako je provdeno usitinu mnogo istraživanja, neki od problema javljaju se gotovo u svakom od njih. Prvenstveno, dobivene korelacija i nisu tako dojmljive (raspon od 0,4 do 0,5) objašnjavajući pri otme tek oko ¼ varijance rezultata, dok Howe(1999) govori o rasponu od +0,3 do +0,4, objašnjavajući pri tome oko 15% varijance rezultata. Nadalje, zamjetna je slaba konzistentnost rezultata od jednog do drugog testa ili laboratorija. Ceci (1990; prema Gardner, Kornhaber i Wake,1999) navodi kako je zanemaren utjecaj moderatorskih varijabli, poput motivacije, anksioznosti, temperamenta itd. na različite obrasce mozgovne aktivnosti. Prema Howe(1999), glavni problem je pogrešno uvjerenje identifikacije zadataka koji su dovoljno jednostavni da bi opravdali pretpostavku da razlike u učinku na tim zadatcima odražavaju razlike u funkcioniranju temeljnih mozgovnih procesa. Kako autor navodi, postojanje korelacija ne pokazuje da su procesi na kojima se temelje razlike u fizikalnim mjerenjima rezultat, a ne uzrok razlika u testu. Howe takoer smatra da su korelacije konzistentne s mogućnošću da su temeljne razlike izmeu ljudi u njihovom mentalnom funkcioniranju blago sukladne razlikama u njihovoj inteligenciji, ali nema čvrstih dokaza koji bi to potvrdili.
8
LITERATURA
Gardner, H., Kornhaber, M.L. & Wake, W.K. (1999.) Inteligencija: Različ ita ita gledišta. Naklada Slap. Jastrebarsko. Howe,M.J.A.(1999). IQ pod znakom pitanja. Naklada Jesenski i Turk, Zagreb Jaušovec,N. i Jaušovec,K.(2003).Spatiotemporal brain activity related to intelligence:a low resolution brain electromagnetic tomography study.Cognitive Brain Research,16,267-272
Neubauer,A.C. i Fink,A. (2003). Fluid intelligence and neural effiency : effects of task complexity and sex.Personality and Individual Differences,35, 811-827 Neubauer,A.C., Grabner,R.H., Freudenthaler,H.H., Beckmann,J.F. i Guthke,J.(2004).Intelligence and individual differences in becoming neurally efficient. Acty Acty Psychologica,116,55-74 Njemanze,P.C.(2005).Cerebral lateralization and general intelligence:Gender differences Brain and Language,92,234-239 in a transcranial Doppler study. Brain
Sternberg, R.J. (2000.) Handbook of intelligence.Cambridge: Cambridge University Press. Thoma,R.J., Yeo,R.A., Gangestad,S.W., Halgren,E., Sanchez,N.M. i Lewine,J.D.(2005).Cortical volume and developmental instability are independent predictors of general intellectual ability. Intelligence Intelligence,33,27-38
9