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新研究对长期以来的观点提出了质疑:大脑速度与智力有关吗?计算速度越快越好吗?
【字体: 大 中 小 】 时间:2023年07月20日 来源:Nature Communications
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一项新的研究反驳了智力等同于更快思考的观点,相反,研究表明,流体智力较高的人在复杂问题上花的时间更多,因为他们的大脑同步活动,可以更深入地考虑证据和解决问题。
他们的研究结果最近发表在《Nature Communications》杂志上。采用生物学启发的方法,他们构建了650个个性化的大脑网络模型(bnm)。这些数据是利用从人类连接组项目收集的数据创建的,使研究小组能够模拟大脑在解决问题时所经历的过程。
大脑模拟的观察结果与650名参与者参加所谓的宾夕法尼亚矩阵推理测试(PMAT)的经验数据进行了比较,PMAT由一系列难度越来越高的模式匹配任务组成。这些结果被量化为参与者的流动智力(FI),它可以大致描述为在新情况下做出艰难决定的能力。
“我们发现,流体智力(FI)得分较高的人比FI得分较低的人花更多的时间来解决更困难的任务。他们只有在回答简单问题时才会更快,”该研究的通讯作者、慈善大学的Petra Ritter解释说。“我们首先在模拟中观察到这一点,然后才看到参加智力测试的参与者的经验数据符合这一趋势。”Ritter的实验室和HBP的许多其他研究小组使用大脑模拟来补充观察数据,以建立大脑如何工作的理论框架。
在这种情况下,大脑模拟已经被用来确定大脑功能和结构连接与认知表现之间的联系。一个更同步的大脑更擅长解决问题,但不一定更快。“随着同步的减少,大脑中的决策回路更快地跳到结论,而大脑区域之间更高的同步允许更好地整合证据和更强大的工作记忆,”Ritter说。“从直觉上看,这并不奇怪:如果你有更多的时间,考虑更多的证据,你就会在解决问题上投入更多,并提出更好的解决方案。在这里,我们不仅从经验上证明了这一点,而且还证明了观察到的性能差异是个性化大脑网络模型中动态原则的结果。因此,我们提出了新的证据,挑战了关于人类智力的普遍观念。”
先前建立的工作记忆(WM)和决策(DM)的局部电路模型,对智力都很重要,被插入到虚拟大脑(TVB)中,后者提供了全脑水平的模拟。
模拟使用多尺度大脑建模方法进行;脑成像数据用自动化集装箱管道处理。高度敏感的大脑数据的处理在EBRAINS健康数据云的安全虚拟研究环境中进行。这些技术可以通过EBRAINS向全球研究社区提供。
这项研究的最终目标不是找出你应该多快地思考,而是了解生物网络如何决定生物启发工具和机器人应用开发的决策。因此,对智能决策的大脑动力学建模是构建智能应用程序的一种很有前途的方法。Ritter说:“我们认为,在未来,生物学上更现实的模型可能会胜过传统的人工智能。”
参考文献:“Learning how network structure shapes decision-making for bio-inspired computing” by Michael Schirner, Gustavo Deco, and Petra Ritter, 23 May 2023, Nature Communications.