脑力达人不一定智商就高

作者:浮夸的晓编 分类:探索 发布于:2014-1-12
  人类的“CPU”到底有多强大?最近一档科学励志真人秀节目《最强大脑》试图一探究竟。从45000个小色块中找出颜色变化的那一块,迅速判断出一张新面孔是由50张人脸中的哪两张合成,蒙眼穿越三维激光线迷阵……第一期节目中选手们展现的才能让不少观众惊叹“不看不知道自己有多笨”。

  这档宣称“专注于传播脑科学知识和脑力竞技的节目”播出后也引发热议。节目中专家评审“Dr.魏”(北京大学心理系副教授魏坤琳)对于挑战项目难度系数的界定与现场其他嘉宾及观众的感受相去甚远。

  他表示,科学是其评判的唯一标准。网络上人们的讨论也聚焦于“哪些技能是可以后天训练的”,认为其中某些项目难度不大,自己经过训练也能完成的人不在少数。

  那么,科学界对大脑到底了解多少?让我们叹为观止的那些大脑能力中,又有哪些是天生的,哪些是后天训练出来的?

  天赋秉异者的大脑结构是否异于常人?

  选手郑才千面对的是一面长6米、高3米,由5000个魔方组成的“魔方墙”。魔方墙从中间分隔成两块,左右各2500个魔方,图案完全一致。45000个小色块密密麻麻堆叠在一起,远看就像是花屏的电视机,让有密集恐惧症的人不忍直视。郑才千顺利完成了挑战项目:嘉宾从一侧墙上随便挑一个魔方,变换其中一个色块后放回原位,他从45000个色块中将这个变化过的色块找出来,很像是电脑游戏“找茬”的超级升级版。

  虽然魏坤琳给出了较高的难度系数,但有网友不服气:“看郑的眼部动作,他应该是利用了一种很简单的裸眼3D手段,利用人双眼立体成像的结构特点,调整双眼聚焦的点。对眼,在脑中重叠两张图,再找成像有问题的点。”

  对此,郑才千本人回应,这种方法平时玩普通的“找茬”是可以的,但是对于这个挑战项目起不了作用。“按照魏坤琳的话说,我的视觉灵敏度比普通人要高。”

  北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室教授贺永也惊叹于这种能力,认为很难靠后天训练实现。

  贺永介绍,人的认知能力大致可分为记忆、运动控制、各种感知觉等方面,而记忆根据不同维度又可以细分为情景记忆、语义记忆、空间记忆、工作记忆等。“所有这些行为能力都与大脑的结构和功能密切相关。”

  那些在某方面天赋秉异的人,其大脑结构是否异于常人?贺永认为答案是肯定的。

  他解释到,大脑里有1011个神经元,神经元相互作用形成神经元集群,这些集群则构成大脑的不同区域,控制人的行为。“动一下食指这个活动,是大脑的一个区域在负责,而动一下中指,又是另外一个区域的事。”他说,已有研究表明,某方面行为能力特别突出的人,其大脑相应区域的结构与常人不同。

  遗传是决定大脑结构的重要因素。“大脑的结构有些是可以遗传的,研究发现,和智商密切相关的那部分大脑连接状况是有遗传性的。这也就能解释了智商高、尤其是母亲聪明的,子女相应也会聪明。”

  “像人脸识别这种技能也和遗传有很大关系。”北师大认知神经科学与学习国家重点实验室教授毕彦超说,研究表明,有3%左右的人“记不住人”,也就是面孔失认症,俗称“面盲”;而也有类似比例的人在这方面具有超越常人的能力。

  哈佛大学心理学系曾对一位面孔失认症患者的多位家属做过测试,发现这个家族中很多人都有类似症状。北师范大学心理学院院长刘嘉等也通过研究双生子面孔识别能力发现遗传的效应。

  训练能改变大脑吗?

  这意味着这些能力都是天生的?“那不一定,因为大脑具有很强的可塑性,后天训练也可以改变大脑结构和功能。”贺永说。

  北京大学心理学教授李健表示:“脑力发达一部分是天赋使然,也有靠后天训练习的,两者皆有可能。”这一观点是脑科学研究者的共识。

  2004年,《自然》的一篇论文首次介绍了成人大脑结构也可以通过训练改变。实验对象在经过几个月“抛接3个小球”的训练后,研究者通过无创的磁共振扫描,发现受测者大脑中负责视觉与运动整合区域的灰质体积变大,而在停止训练后,体积又慢慢变小,但并没有完全回到未训练前的状态。

  北师大认知神经科学与学习国家重点实验室近期对几名体操世界冠军的磁共振图像分析发现,长期训练让他们大脑中的白质结构与普通人也不一样。“这充分说明一定的训练可以改变大脑结构,有研究表明一个周的训练就能实现这种改变。”贺永说。

  目前已知通过后天训练,人类的记忆技能能够改变。据郑才千介绍,他曾偶然接触一本介绍记忆与速读的书,运用书中的方法,他可以轻而易举地按顺序记下几十个词语。这位“魔方达人”曾多次在世界级脑力竞标赛中夺冠。据媒体报道,节目中的其他几位选手也均受过记忆方面的训练。

  至于遗传及后天训练和环境在其中到底能占到多大比例、人类大脑中的哪些能力更容易靠训练获得,这并非目前的科学能回答的。

  “这是因为人们对大脑的认识还非常有限,虽然对于大脑较大的分区所对应的功能有所认识,但这些区域里的细化结构以及它们之间是如何连接相互作用的,我们都还不清楚。”贺永说。

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  精细大脑图谱有望告诉你是否与众不同

  毕彦超说,遗传、训练及环境等因素,如何影响大脑结构和功能,怎样决定人的行为能力,这也正是目前认知与脑科学领域研究的热点。

  在这些研究中,进一步了解脑部结构和功能是重要内容。“整个大脑就像一个高速公路网,包括交通枢纽、交通要道等,这些脑连接方式的不同可能会带来明显的个体差异,比如智力、身体协调能力、对道路的辨识能力、记忆力等。如果交通网络某部分出现问题,就会影响一些相应的功能。”贺永说,当前各国科学家都在致力于大脑内部高分辨率网络的研究。

  科学家目前对大脑活动的度量仍不够精细,利用磁共振成像技术虽然可以无损地研究脑活动,但由于空间分辨率限制,使得缺乏对细节的描绘。美国在2010年就启动了一个“人脑连接组计划”。该计划将绘制出不同大脑区域之间的主线路图,然后揭示这些连接在不同个体间的差异。目前这一计划正陆续公布一系列数据。2012年年底,关于人脑连接组的研究还曾被《科学》杂志评为2013年最有望突破的六大领域之一。

  “中国科学家也在做类似的工作。”贺永介绍道,“这项工作是将在毫米级别上绘制大脑结构和功能网络地图,而奥巴马政府2013年提出的大脑活动图谱计划则致力于将精度提高到神经元级别。”

  美国政府公布的大脑活动图谱计划,旨在通过研发新技术加强对人脑功能的认识,希望找到攻克大脑疾病的新方法。最新消息是,美国国防部高级研究计划局(DARPA)、国立卫生研究院和国家科学基金会将在2014财年预算中为该计划投入共计约1亿美元的研究资金。

  欧盟此前也公布了为期10年、耗资11.9亿欧元的研究项目,旨在模拟完整的人脑结构。该项目的成本约为大型强子对撞机项目的1/6,是规模最大的神经学研究项目。

  中国也已开始在国家层面研究部署脑科学重大项目。“各国都高度重视脑科学研究。脑科学的进步将来可能能用来指导人们从事特殊行业的工作、选拔人才,也有助于诊断抑郁症、老年痴呆症等重大脑疾病,同时还能带动信息技术等其他领域技术的突破。”贺永说。