Az agyi képalkotással történő intelligencia vizsgálat az emberi intelligencia mérését jelenti különböző agyi képalkotó eljárások felhasználásával.
Napjainkig két intelligenciával kapcsolatos általános tanulmány-típus volt: a pszichometrikus és a biológiai. A pszichometria a mentális képességekre koncentrál, a biológiai megközelítés pedig az intelligenciával összefüggő biológiai jellemzőkkel, elsősorban az agy vizsgálatával foglalkozik. Az utóbbi idők technológiai fejlődésének köszönhetően többféle agyi képalkotó eljárás is elérhetővé vált az agyfunkciók vizsgálatára. A pszichometriai és a biológiai vizsgálatok együttes alkalmazása jelentős új felfedezéseket eredményezhet.
Az intelligencia fogalma, mérése Az intelligencia fogalma Az emberek gondolkodási, alkalmazkodási, tanulási képességei különbözők. Az intelligencia ezekkel függ össze, bár a pontos és egységes definíció még várat magára.
Az intelligencia összetett képesség, beszélhetünk nyelvi, vizuális-térbeli, logikai-matematikai, mozgási, zenei, interperszonális, vagy metakognitív intelligenciáról. Az intelligenciatesztek is ilyen részképességeket mérnek különböző feladatokkal.Neisser, U., Boodoo, G., Bouchard, T. J., Boykin, A. W., Brody, N., Ceci, S. J., Halpern, D. F., Loehlin, J. C., Perloff, R., Sternberg, R. J., Urbina, S. (1996) Intelligence: Knowns and unknowns. American Psychologist, 51(2), 77–101. Az intelligencia összetevőit két nagy csoportba szokták sorolni, így megkülönböztetik a „folyékony” és a „kristályos” intelligenciát. A folyékony (vagy fluid intelligencia) azt mutatja meg, hogyan értjük meg és hasznosítjuk az új információkat, vagyis az újszerű feladathelyzetekben nyújtott teljesítményt méri. A rögzült, vagy kristályos intelligencia pedig azt mutatja meg, hogy a tanult ismereteket, élettapasztalatokat mennyire hatékonyan tudjuk alkalmazni.Cattell, Raymond B. (1963). "Theory of fluid and crystallized intelligence: A critical experiment". Journal of Educational Psychology 54: 1–22. Ugyanakkor voltak, akik arra a következtetésre jutottak, hogy létezik egy általános intelligencia (g-faktor) is, amely a részképességekből felépülő hierarchia csúcsán helyezkedik el.
Intelligenciatesztek A hagyományos IQ-tesztek standardizált viselkedésminta-sorok alapján vizsgálják a tesztkitöltő eredményeit. Az „IQ” egy relatív mutató, amely azt fejezi ki, hogy a személy milyen eredményt ért el a saját országában a saját korcsoportja átlagához képest. A tesztek többsége kultúrafüggő, ezért ha más kultúrkörbe tartozó személyt mérnek, ugyanaz a teszt torzítani fog. A kultúrafüggetlen tesztek az intelligenciának csak részképességeit tudják mérni. A teszteket úgy szerkesztik, hogy az átlag 100 IQ pont körül legyen, az egységnyi szóráshoz 15 IQ-pontot rendelnek, így a népesség kb. 95%-ának eredménye az átlagtól két szórásnyi távolságon belül van, vagyis 70–130 között.Kovács Kristóf: Az intelligencia mérése. Mensa HungarIQa, https://mensa.hu/az-intelligencia-merese
Az intelligencia biológiai megközelítése szerint a személy biológiai jellegzetességei, de különösen az agy anatómiája és működése összefügghet az intelligenciával. A kutatók azt remélik, hogy az agy tanulmányozásával újabb szempontokat és mérési lehetőségeket találnak az intelligencia leírására. A vizsgálatokban összefüggéseket kerestek a tesztekben nyújtott teljesítmények egyes szempontjai és az agyműködés jellegzetességei között. Vizsgálták az idegi ingerületvezetés sebességét, a különböző agyterületek méreteit és az agyműködés jellegzetes mintázatait.
Agyi képalkotó eljárások Az elektroenkefalográfia (EEG) az idegsejtek elektromos aktivitásának regisztrálására szolgál. A fejbőrről egy-egy elektródáról elvezetett EEG nagy mennyiségű idegsejt által generált, összegzett elektromos aktivitást reprezentál. A kapott elektroenkefalogram egy komplex, több komponensű periodikus görbe. Jellegzetes felhasználása az alvással és az agy organikus vagy funkcionális elváltozásaival kapcsolatos vizsgálatok.
A mágnesesrezonancia-képalkotás vizsgálat (MRI) és a funkcionális mágneses rezonanciavizsgálat (fMRI) lényege, hogy erős mágneses térben a szövetek sugárzását méri, és az adatokból rekonstruál egy háromdimenziós képet. Így információ nyerhető az adott szövetek anyagáról, struktúrájáról, működéséről. Az emberi aggyal kapcsolatos vizsgálatokban az organikus és funkcionális elváltozások felismerésére használják elsősorban.
A komputertomográfia (CT), vagy a Számítógépes Axiális Tomográfia (CAT) szeletekre tagolt képet készít a vizsgált szövetről. Síkszerű röntgensugár nyalábbal világítják meg az agyat, és ennek során a különböző struktúrák által elnyelt röntgensugarak adják ki az agy képi „szeleteit”. A komputertomográfia különösen eredményesen alkalmazható az agy konkrét struktúrái méretének (térfogatának) meghatározására.
A pozitronemissziós tomográfia (PET) a testbe fecskendezett nyomjelző anyag által kibocsátott gamma-sugarakat detektálja. Lényege, hogy a pozitront sugárzó izotópokkal megjelölt molekulák segítésével vizuális képet alkot a szervezet biokémiai folyamatairól. Az aggyal kapcsolatosan főleg onkológiai, de neuropszichiátriai alkalmazásai is vannak.
Az intelligencia neurológiai alapjai Az agy anatómiájának több aspektusáról is gondolták, hogy kapcsolatban állhat az intelligenciával. A korai tanulmányokban vizsgálták a fej mérete és az intelligencia közötti összefüggéseket. Később az agy ingerületvezetési képességét gondolták az intelligencia mutatójának. Vizsgáltak agykárosult betegeket is, így figyelték meg az intelligencia-értékek változásainak az egyes agyterületekkel kimutatható összefüggéseit. A képalkotó technológiák korszerűsödésével egyre több lehetőség nyílt a behatóbb neurológiai vizsgálatokra.
Az agy mérete és az intelligencia Az agy mérete és az intelligencia kapcsolata régóta foglalkoztatja a pszichológiát. Kezdetben a fej külső méreteit vizsgálták, és több kutatás eredménye is cáfolta, hogy a fejméretnek lenne kapcsolata az intelligenciával. Az MRI vizsgálatok pontosabb lehetőséget kínálnak az agy méretének megállapításához. Egy tanulmányban vizsgálták az agy MRI-vel mért mérete, valamint a fej mérete és az intelligencia közötti összefüggést egészséges nők mintáján. Úgy találták, az IQ értéke kis mértékben korrelál a fej méretével (r = 0,109) és szignifikánsan az agy méretével (r = 0,395, p < 0,05). Ez azt jelzi, hogy nagyon gyenge pozitív kapcsolat van az agy mérete és az intelligencia között.Wickett, J. C., Vernon, P. A., Lee, D. H. (1994) In vivo brain size, head perimeter, and intelligence in a sample of healthy adult females. Personality and Individual Differences Volume 16, Issue 6, Pages 831–838
A férfiak agyának átlagos mérete nagyobb, mint a nőké, még ha a testmérethez viszonyított arányát nézzük is. Azt várhatnánk, így a férfiak intelligenciaszintje is magasabb, de nincs különbség a nők és férfiak általános intelligenciájában. A férfiak kicsit jobban teljesítenek a verbális, performációs és térbeli-vizuális feladatokban, ezek pedig az intelligencia faktorai. Vizsgálatukban úgy találták, átlagosan 4 ponttal magasabb a férfiak intelligenciaszintje, mint a nőké. Gyermekkorban ez a különbség még nem mutatkozik, mert a lányok – kevés kivételtől eltekintve – korábban érnek, mint a fiúk.Lynn, R. (1994) Sex differences in intelligence and brain size: A paradox resolved Personality and Individual Differences Volume 17, Issue 2, Pages 257–271
Az agy eseményfüggő potenciáljai (ERP-k) és az ingerületvezetés sebessége (NCV) Az idegsejtekben létrejövő akciós potenciál (AK) egy diszkrét elektromos jel, mely inger hatására az idegsejt axonján végigfutva a szinapszisoknál neurotranszmitterek segítségével továbbítódik a következő idegsejtre. Ezeket az elektromos jeleket tudja mérni az EEG. Rövid ideig tartó, erős inger ún. kiváltott potenciált (KP) is eredményez, amely az alap EEG mintázatába épül, de mivel a KP-k amplitúdója jóval kisebb a háttér EEG-énél, az ilyen egyedi válaszok elemzése legtöbbször nem lehetséges. Ha azonban nagy számú KP-t átlagolnak, a közel ugyanolyan lefutású KP-k kiemelődnek a háttér EEG-ből, és így lehetőség van arra, hogy a szenzoros, illetve kognitív funkciókról is információkat kaphassunk. A KP-ken kívül regisztrálhatunk ún. eseményfüggő potenciálokat is (ERP). Ezek kötődnek ugyan az ingerhez, de nem közvetlenül, más funkciók (például a figyelmi szint emelkedése, motoros válasz, vagy a kognitív feldolgozás) eredményeként jönnek létre.
Egy kutatásban az ERP-ket a tesztalanyok IQ szintjével összefüggésben mérték, és azt tapasztalták, hogy az intelligensebb alanyok szabályosabb ERP hullámokat mutattak, mint a kevésbé intelligens egyének. Az alacsonyabb intelligenciával rendelkezők esetében lassabb volt az ingerület átvitel, és csökkent volt az EEG amplitúdója.Jausovec, N., Jausovec, K. (2000). Correlations between ERP parameters and intelligence: a reconsideration. Biological Psychology, 55(2), 137-154.
Az agyi ingerületvezetési sebességgel (NCV) kapcsolatos tanulmányok változó eredményeket mutattak. Egyes kutatók feltételezései szerint a magasabb intelligencia hányados a jobb ingerületvezetéssel hozható összefüggésbe. Az egyik kutatásban egészséges kísérleti alanyokkal nonverbális IQ tesztet vettek föl, és mérték a vizuális idegpálya késleltetését a retina és a látókéreg között. Az NCV és az IQ között szignifikáns korrelációt találtak (+ 0,26; p = 0.002). Értelmileg sérült csoportot vizsgálva lassabb idegi vezetést mértek. Ez azt mutatja, hogy van összefüggés az intelligencia és az információfeldolgozás sebessége között.Reed, T. E., Jensen A. R. (1992). Conduction velocity in a brain nerve pathway of normal adults correlates with intelligence level. Intelligence, 16, 259-272.
Egy másik vizsgálat a hallás idegpályáinak vizsgálatát végezte, és ennek segítségével keresett összefüggést az NCV és az IQ között. Ebben az esetben azonban a lassabb ingerületvezetés járt együtt magasabb intelligenciával, ami ellentmond a korábbi feltételezéseknek.Stelmack, R. M., Knott, V., Beauchamp, C. M. (2003). Intelligence and neural transmission time: a brain stem auditory evoked potential analysis. Personality and individual differences, 34(1), 97-107.
Egy másik cikk összefoglalja az agyi idegi folyamatok és az intelligencia eddig feltárt összefüggéseit. Eszerint az eseményfüggő potenciálok és az intelligencia összefüggésének tanulmányozása során a vizsgálatok azt mutatják, a magasabb IQ-val rendelkezők gyorsabb válaszokat adnak bizonyos vizsgálati körülmények között. A magasabb IQ-val rendelkezők ERP hullámformái különbözők az alacsonyabb IQ-val rendelkezőkétől. Lehet, hogy a magasabb IQ-val rendelkezőknek kevesebb az ERP variabilitása, átlagosan nagyobb az agytérfogata, és esetleg az idegi ingerületvezetés sebessége is gyorsabb. Az agy néhány funkcionális vizsgálata alapján úgy tűnik, hogy akiknek magasabb az IQ-ja, annak alacsonyabb az agyi anyagcsere arányuk a szellemileg aktív helyzetekben. Ez ahhoz a spekulációhoz vezethet, hogy a magasabb IQ-jú embereknek hatékonyabb az agya. Annak ellenére, hogy a humán intelligencia biológiai vonatkozásaival kapcsolatban már számos eredmény született, további igény van a magyarázatok elméleti keretbe helyezésére, összekapcsolására.Deary, I. J., & Caryl, P. G. (1997). Neuroscience and human intelligence differences. Trends in Neurosciences, 20(8), 365-371.
Az intelligenciához köthető agyi funkciók Az intelligencia faktorainak agyi lokalizációja