الذكاء: من علم الوراثة إلى "أسلاك" و "معالج" دماغ الإنسان

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

لماذا بعض الناس أكثر ذكاء من الآخرين؟ منذ زمن سحيق ، كان العلماء يحاولون معرفة ما يجب فعله لإبقاء الرأس خاليًا. بالإشارة إلى عدد من الدراسات العلمية ، يناقش Spektrum مكونات الذكاء - من الجينات إلى "الأسلاك" و "المعالج" للدماغ البشري.

لماذا بعض الناس أكثر ذكاء من الآخرين؟ منذ زمن سحيق ، يحاول العلماء معرفة ما يجب القيام به حتى يفكر الرأس جيدًا. لكن الأمر الآن على الأقل واضح: قائمة مكونات الذكاء أطول من المتوقع.

في أكتوبر 2018 ، أظهر Wenzel Grüs شيئًا لا يصدق لملايين مشاهدي التلفزيون: طالب من بلدة Lastrut الألمانية الصغيرة ضرب كرة قدم برأسه أكثر من خمسين مرة على التوالي ، ولم يسقطها أو يلتقطها بيديه أبدًا. لكن حقيقة أن جمهور البرنامج التلفزيوني الروسي "Amazing People" منحه تصفيقًا حماسيًا لم يفسر فقط من خلال البراعة الرياضية لدى الشاب. الحقيقة هي أنه أثناء لعب الكرة ، قام بين المرات برفع الرقم 67 إلى القوة الخامسة ، بعد أن حصل على نتيجة مكونة من عشرة أرقام في 60 ثانية فقط.

يتمتع Wenzel ، البالغ من العمر 17 عامًا اليوم ، بموهبة رياضية فريدة: فهو يضاعف ويقسم ويستخرج الجذور من الأعداد المكونة من اثني عشر رقمًا دون قلم أو ورقة أو وسائل أخرى. في بطولة العالم الأخيرة في العد الشفوي ، احتل المركز الثالث. كما يقول هو نفسه ، يستغرق الأمر من 50 إلى 60 دقيقة لحل مسائل رياضية صعبة بشكل خاص: على سبيل المثال ، عندما يحتاج إلى تحليل عدد من عشرين خانة إلى عوامل أولية. كيف يفعل ذلك؟ ربما تلعب ذاكرته قصيرة المدى الدور الرئيسي هنا.

من الواضح أن دماغ وينزل متفوق إلى حد ما على جهاز التفكير لأقرانه الموهوبين بشكل طبيعي. على الأقل عندما يتعلق الأمر بالأرقام. لكن لماذا ، بشكل عام ، يمتلك بعض الناس قدرة عقلية أكبر من غيرهم؟ كان هذا السؤال لا يزال في ذهن باحث الطبيعة البريطاني فرانسيس جالتون منذ 150 عامًا. في الوقت نفسه ، لفت الانتباه إلى حقيقة أن الاختلافات في الذكاء غالبًا ما ترتبط بأصل الشخص. استنتج في عمله Genius Genius أن الذكاء البشري يمكن توريثه.

كوكتيل متعدد المكونات

كما اتضح لاحقًا ، كانت أطروحته صحيحة - جزئيًا على الأقل. حلل عالما النفس الأمريكيان توماس بوشار وماثيو ماكجو أكثر من 100 دراسة منشورة عن تشابه الذكاء بين أفراد العائلة نفسها. في بعض الأعمال ، تم وصف التوائم المتطابقة ، وفصلوا بعد الولادة مباشرة. على الرغم من ذلك ، في اختبارات الذكاء ، أظهروا نفس النتائج تقريبًا. كان التوأم الذي نشأ معًا أكثر تشابهًا من حيث القدرات العقلية. ربما ، كان للبيئة أيضًا تأثير مهم عليهم.

يعتقد العلماء اليوم أن 50-60٪ من الذكاء موروث. بمعنى آخر ، الفرق في معدل الذكاء بين شخصين هو نصف جيد نظرًا لبنية الحمض النووي التي حصلوا عليها من والديهم.

بحثا عن الجينات للذكاء

ومع ذلك ، فإن البحث عن المواد الوراثية المسؤولة تحديدًا عن هذا أدى إلى القليل حتى الآن. صحيح ، في بعض الأحيان وجدوا بعض العناصر التي كانت للوهلة الأولى مرتبطة بالذكاء. لكن عند الفحص الدقيق ، تبين أن هذه العلاقة خاطئة. نشأ موقف متناقض: من ناحية ، أثبتت دراسات لا حصر لها وجود مكون وراثي عالي للذكاء. من ناحية أخرى ، لم يستطع أحد تحديد الجينات المسؤولة عن ذلك تحديدًا.

في الآونة الأخيرة ، تغيرت الصورة إلى حد ما ، ويرجع ذلك أساسًا إلى التقدم التكنولوجي. خطة البناء لكل فرد موجودة في حمضه النووي - نوع من الموسوعة العملاقة ، تتكون من حوالي 3 مليارات حرف. لسوء الحظ ، إنه مكتوب بلغة بالكاد نعرفها. على الرغم من أنه يمكننا قراءة الحروف ، إلا أن معنى نصوص هذه الموسوعة يظل مخفيًا عنا. حتى لو نجح العلماء في ترتيب تسلسل الحمض النووي للشخص بالكامل ، فإنهم لا يعرفون أي أجزاء منه مسؤولة عن قدراته العقلية.

الذكاء ونسبة الذكاء

تأتي كلمة intellect من الاسم اللاتيني intellectus ، والذي يمكن ترجمته إلى "الإدراك" أو "الفهم" أو "الفهم" أو "العقل" أو "العقل". يفهم علماء النفس الذكاء على أنه قدرة عقلية عامة تشمل كفاءات مختلفة: على سبيل المثال ، القدرة على حل المشكلات وفهم الأفكار المعقدة والتفكير المجرد والتعلم من التجربة.

لا يقتصر الذكاء عادة على موضوع واحد ، مثل الرياضيات. غالبًا ما يتفوق الشخص الجيد في مجال ما في مجالات أخرى. من الواضح أن الموهبة تقتصر على موضوع واحد. لذلك ، ينطلق العديد من العلماء من حقيقة أن هناك عاملًا عامًا للذكاء ، يسمى العامل G.

يحتاج أي شخص يدرس الذكاء إلى طريقة لقياسه بموضوعية. تم تطوير أول اختبار ذكاء من قبل علماء النفس الفرنسيين ألفريد بينيه وتيودور سيمون. استخدموه لأول مرة في عام 1904 لتقييم القدرات الفكرية لأطفال المدارس. على أساس المهام التي تم تطويرها لهذا الغرض ، قاموا بإنشاء ما يسمى "مقياس Binet-Simon للتطور العقلي". بمساعدتها ، حددوا عمر التطور الفكري للطفل. إنه يتوافق مع عدد على مقياس من المشكلات يمكن للطفل حلها تمامًا.

في عام 1912 ، اقترح عالم النفس الألماني ويليام ستيرن طريقة جديدة يتم فيها تقسيم عصر التطور الفكري حسب العمر الزمني ، وكانت القيمة الناتجة تسمى حاصل الذكاء (IQ). وعلى الرغم من بقاء الاسم حتى يومنا هذا ، إلا أن معدل الذكاء لم يعد يصف نسب العمر. بدلاً من ذلك ، يعطي معدل الذكاء فكرة عن كيفية ارتباط مستوى ذكاء الفرد بمستوى ذكاء الشخص العادي.

يختلف الناس عن بعضهم البعض ، وبالتالي تختلف مجموعات الحمض النووي الخاصة بهم. ومع ذلك ، يجب أن يتطابق الأفراد ذوو معدل الذكاء المرتفع مع أجزاء الحمض النووي المرتبطة بالذكاء على الأقل. ينطلق العلماء اليوم من هذه الفرضية الأساسية. بمقارنة الحمض النووي لمئات الآلاف من الأشخاص الخاضعين للاختبار في ملايين الأجزاء ، يمكن للعلماء تحديد المناطق الوراثية التي تساهم في تكوين قدرات فكرية أعلى.

تم نشر عدد من الدراسات المماثلة في السنوات الأخيرة. بفضل هذه التحليلات ، أصبحت الصورة واضحة بشكل متزايد: القدرات العقلية الخاصة لا تعتمد فقط على البيانات الوراثية ، ولكن على الآلاف من الجينات المختلفة. وكل واحد منهم يقدم مساهمة ضئيلة لظاهرة الذكاء ، وأحيانًا فقط بضع مئات من المائة في المائة. يؤكد لارس بينكي ، أستاذ علم نفس الشخصية البيولوجية في جامعة جورج أوجست في غوتنغن: "يُعتقد الآن أن ثلثي جميع الجينات البشرية المتغيرة مرتبطة بشكل مباشر أو غير مباشر بنمو الدماغ وبالتالي يحتمل أن يكون ذلك بالذكاء".

سبعة مختوم الغموض

ولكن لا تزال هناك مشكلة كبيرة واحدة: يوجد اليوم 2000 مكان معروف في بنية الحمض النووي المرتبط بالذكاء. ولكن في كثير من الحالات ، لم يتضح بعد ما هي بالضبط المسؤولة عن هذه المواقع. لحل هذا اللغز ، يلاحظ باحثو الذكاء أي الخلايا أكثر احتمالًا من غيرها للاستجابة للمعلومات الجديدة. قد يعني هذا أن هذه الخلايا مرتبطة بطريقة ما بقدرات التفكير.

في الوقت نفسه ، يواجه العلماء باستمرار مجموعة معينة من الخلايا العصبية - ما يسمى بالخلايا الهرمية. تنمو في القشرة الدماغية ، أي في تلك القشرة الخارجية للدماغ والمخيخ ، والتي يسميها الخبراء القشرة. تحتوي بشكل أساسي على الخلايا العصبية التي تمنحها اللون الرمادي المميز ، ولهذا يطلق عليها اسم "المادة الرمادية".

ربما تلعب الخلايا الهرمية دورًا رئيسيًا في تكوين الذكاء. يشار إلى هذا ، على أي حال ، من خلال نتائج الدراسات التي أجرتها عالمة البيولوجيا العصبية ناتاليا جوريونوفا ، الأستاذة في جامعة أمستردام الحرة.

نشرت Goryunova مؤخرًا نتائج دراسة جذبت انتباه الجميع: قارنت الخلايا الهرمية في الأشخاص ذوي القدرات الفكرية المختلفة. تم أخذ عينات الأنسجة بشكل رئيسي من المواد التي تم الحصول عليها أثناء العمليات على مرضى الصرع. في الحالات الشديدة ، يحاول جراحو الأعصاب إزالة بؤرة النوبات الخطيرة. عند القيام بذلك ، يقومون دائمًا بإزالة أجزاء من مادة الدماغ السليمة. كانت هذه هي المادة التي درسها جوريونوفا.

اختبرت في البداية كيف تتفاعل الخلايا الهرمية الموجودة فيه مع النبضات الكهربائية. ثم قامت بعد ذلك بتقطيع كل عينة إلى شرائح رقيقة ، وتصويرها تحت المجهر وتجميعها مرة أخرى على الكمبيوتر في صورة ثلاثية الأبعاد. وهكذا ، فقد حددت ، على سبيل المثال ، طول التشعبات - نواتج متفرعة من الخلايا ، بمساعدة تلتقط الإشارات الكهربائية. توضح Goryunova: "في الوقت نفسه ، أنشأنا علاقة مع معدل ذكاء المرضى". "كلما كانت التشعبات أطول وأكثر تشعبًا ، كان الفرد أكثر ذكاءً."

أوضح الباحث ذلك بكل بساطة: يمكن للتشعبات الطويلة والمتفرعة إجراء المزيد من الاتصالات مع الخلايا الأخرى ، أي أنها تتلقى المزيد من المعلومات التي يمكنها معالجتها. يضاف إلى ذلك عامل آخر: "نظرًا للتفرع القوي ، يمكنهم معالجة معلومات مختلفة في وقت واحد في مختلف الفروع" ، كما يؤكد Goryunova. بسبب هذه المعالجة المتوازية ، تتمتع الخلايا بإمكانيات حسابية كبيرة. وتخلص غوريونوفا إلى القول: "إنهم يعملون بشكل أسرع وأكثر إنتاجية".

فقط جزء من الحقيقة

مهما بدت هذه الأطروحة مقنعة ، لا يمكن اعتبارها مثبتة بالكامل ، كما تعترف الباحثة نفسها بصراحة. والحقيقة هي أن عينات الأنسجة التي فحصتها أخذت بشكل أساسي من منطقة محدودة للغاية في الفص الصدغي. تحدث معظم نوبات الصرع هناك ، وبالتالي ، كقاعدة عامة ، يتم إجراء جراحة الصرع في هذه المنطقة. تعترف غوريونوفا: "لا يمكننا حتى الآن أن نقول كيف تسير الأشياء في أجزاء أخرى من الدماغ". "لكن نتائج بحث جديدة غير منشورة من مجموعتنا تظهر ، على سبيل المثال ، أن العلاقة بين طول التغصنات والذكاء أقوى في الجانب الأيسر من الدماغ عنها في الجانب الأيمن."

لا يزال من المستحيل استخلاص أي استنتاجات عامة من نتائج أبحاث علماء أمستردام. علاوة على ذلك ، هناك أدلة تتحدث عن عكس ذلك تمامًا. تم الحصول عليها من قبل Erhan Genç ، عالم النفس البيولوجي من بوخوم. في عام 2018 ، حقق هو وزملاؤه أيضًا في كيفية اختلاف بنية المادة الرمادية بين الأشخاص الأكثر ذكاءً والأقل ذكاءً. في الوقت نفسه ، توصل إلى استنتاج مفاده أن التفرع القوي للتشعبات أكثر ضررًا من تفضيله لقدرة التفكير.

صحيح أن جينش لم يفحص الخلايا الهرمية الفردية ، لكنه وضع موضوعاته في ماسح ضوئي للدماغ. من حيث المبدأ ، التصوير بالرنين المغناطيسي غير مناسب لفحص أفضل هياكل الألياف - فدقة الصور ، كقاعدة عامة ، تبين أنها غير كافية. لكن علماء بوخوم استخدموا طريقة خاصة لمعرفة اتجاه انتشار سوائل الأنسجة.

التشعبات تصبح حواجز للسوائل.من خلال تحليل الانتشار ، من الممكن تحديد الاتجاه الذي توجد فيه التشعبات ، ومدى تشعبها ، ومدى قربها من بعضها البعض. النتيجة: في الأشخاص الأكثر ذكاءً ، لا تكون التشعبات في الخلايا العصبية الفردية كثيفة جدًا ولا تميل إلى التفكك إلى "أسلاك" رفيعة. تتعارض هذه الملاحظة تمامًا مع الاستنتاجات التي توصلت إليها عالمة الأعصاب ناتاليا جوريونوفا.

لكن ألا تحتاج الخلايا الهرمية إلى مجموعة متنوعة من المعلومات الخارجية لأداء مهامها في الدماغ؟ كيف يتوافق هذا مع الدرجة المنخفضة من التفرع المحدد؟ يعتبر جينش أيضًا أن العلاقة بين الخلايا مهمة ، ولكن في رأيه ، يجب أن يكون لهذا الاتصال غرض. يوضح: "إذا كنت تريد أن تثمر الشجرة المزيد من الفاكهة ، فقم بقطع الأغصان الإضافية". - نفس الشيء مع الوصلات المشبكية بين الخلايا العصبية: عندما نولد ، لدينا الكثير منها. لكن في مجرى حياتنا نضعفهم ونترك فقط العناصر المهمة بالنسبة لنا ".

من المفترض أنه بفضل هذا يمكننا معالجة المعلومات بكفاءة أكبر.

يقوم Wenzel Grüs "الحاسبة الحية" بنفس الشيء ، حيث يقوم بإيقاف كل شيء من حوله عند حل مشكلة ما. قد تؤدي معالجة محفزات الخلفية إلى نتائج عكسية بالنسبة له في هذه المرحلة.

في الواقع ، يُظهر الأشخاص ذوو الذكاء الغني نشاطًا دماغيًا أكثر تركيزًا من الأشخاص الأقل موهبة عندما يتعين عليهم حل مشكلة معقدة. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب جهاز تفكيرهم طاقة أقل. أدت هاتان الملاحظتان إلى ما يسمى بالفرضية العصبية لكفاءة الذكاء ، والتي بموجبها لا تكون شدة الدماغ هي الحاسمة ، بل الكفاءة.

كثرة الطباخين يفسد الطبخة

يعتقد جينش أن النتائج التي توصل إليها تدعم هذه النظرية: "إذا كنت تتعامل مع عدد كبير من الاتصالات ، حيث يمكن لكل منها أن يساهم في حل مشكلة ما ، فإن ذلك يعقد الأمر بدلاً من مساعدته" ، على حد قوله. ووفقًا له ، فإن الأمر مماثل لطلب النصيحة حتى من هؤلاء الأصدقاء الذين لا يفهمون أجهزة التلفزيون قبل شراء جهاز تلفزيون. لذلك ، من المنطقي قمع العوامل المتداخلة - هذا هو رأي عالم الأعصاب من بوخوم. ربما الأشخاص الأذكياء يفعلون ذلك بشكل أفضل من غيرهم.

ولكن كيف يقارن هذا بنتائج مجموعة أمستردام بقيادة ناتاليا جوريونوفا؟ يشير Erkhan Gench إلى أن الأمر قد يكون في تقنيات قياس مختلفة. على عكس الباحث الهولندي ، لم يقم بفحص الخلايا الفردية تحت المجهر ، بل قام بقياس حركة جزيئات الماء في الأنسجة. كما يشير إلى أن درجة تفرع الخلايا الهرمية في قطاعات مختلفة من الدماغ قد تكون مختلفة. "نحن نتعامل مع فسيفساء لا تزال تفتقر إلى الكثير من القطع".

تم العثور على المزيد من نتائج البحث المماثلة في أماكن أخرى: سمك طبقة المادة الرمادية أمر بالغ الأهمية للذكاء - ربما لأن القشرة الضخمة تحتوي على المزيد من الخلايا العصبية ، مما يعني أن لديها المزيد من "الإمكانات الحسابية". حتى الآن ، يعتبر هذا الاتصال مثبتًا ، وأكدته ناتاليا جوريونوفا مرة أخرى في عملها. "الحجم مهم" - تم إنشاء هذا قبل 180 عامًا من قبل عالم التشريح الألماني فريدريش تيدمان (فريدريش تيدمان). كتب في عام 1837: "لا يمكن إنكار وجود صلة بين حجم الدماغ والطاقة الفكرية". لقياس حجم الدماغ ، ملأ جماجم الموتى بالدخن الجاف ، ولكن تم تأكيد هذا الارتباط أيضًا من خلال طرق القياس الحديثة باستخدام الماسحات الضوئية للدماغ. وفقًا لتقديرات مختلفة ، من 6 إلى 9٪ من الفروق في معدل الذكاء ترتبط بالاختلاف في حجم الدماغ. ومع ذلك ، يبدو أن سمك القشرة المخية أمر بالغ الأهمية.

ومع ذلك ، هناك الكثير من الغموض هنا أيضًا. وهذا ينطبق بالتساوي على الرجال والنساء ، لأن العقول الأصغر في كلا الجنسين تتوافق أيضًا مع القدرات العقلية الأصغر.من ناحية أخرى ، تمتلك النساء متوسط أدمغة أقل من الرجال بـ 150 جرامًا ، لكن أداءهن مماثل لأداء الرجال في اختبارات الذكاء.

يوضح لارس بينكي من جامعة غوتنغن: "في الوقت نفسه ، تختلف هياكل الدماغ لدى الرجال عن النساء". "الرجال لديهم المزيد من المادة الرمادية ، مما يعني أن قشرة الدماغ لديهم أكثر سمكا ، بينما لدى النساء المزيد من المادة البيضاء." لكنها أيضًا مهمة للغاية لقدرتنا على حل المشكلات. في الوقت نفسه ، للوهلة الأولى ، لا تلعب دورًا ملحوظًا مثل المادة الرمادية. تتكون المادة البيضاء بشكل أساسي من ألياف عصبية طويلة. يمكنهم نقل النبضات الكهربائية لمسافات طويلة ، وأحيانًا عشرة سنتيمترات أو أكثر. هذا ممكن لأنهم معزولون بشكل رائع عن محيطهم بواسطة طبقة من مادة مشبعة بالدهون - المايلين. إنه غمد المايلين ويعطي الألياف لونًا أبيض. يمنع فقدان الجهد بسبب الدوائر القصيرة ويسرع أيضًا نقل المعلومات.

يكسر في "الأسلاك" في الدماغ

إذا كان من الممكن اعتبار الخلايا الهرمية معالجات دماغية ، فإن المادة البيضاء تشبه ناقل الكمبيوتر: بفضلها ، يمكن لمراكز الدماغ الموجودة على مسافات كبيرة من بعضها البعض التواصل مع بعضها البعض والتعاون في حل المشكلات. على الرغم من ذلك ، لطالما تم التقليل من شأن المادة البيضاء من قبل الباحثين الاستخباريين.

حقيقة أن هذا الموقف قد تغير الآن ترجع ، من بين أمور أخرى ، إلى لارس بينكي. قبل عدة سنوات ، وجد أن المادة البيضاء في حالة أسوأ لدى الأشخاص ذوي الذكاء المنخفض. في أدمغتهم ، تعمل خطوط الاتصال الفردية في بعض الأحيان بطريقة فوضوية ، وليس بشكل منظم ومتوازي مع بعضها البعض ، ولا يتم تشكيل غمد المايلين بالشكل الأمثل ، ومن وقت لآخر تحدث حتى "فواصل الأسلاك". "إذا كان هناك المزيد من مثل هذه الحوادث ، فإن هذا يؤدي إلى تباطؤ في معالجة المعلومات وفي النهاية إلى حقيقة أن الفرد في اختبارات الذكاء يظهر نتائج أسوأ من غيره ،" يشرح عالم نفس الشخصية بينكي. تشير التقديرات إلى أن حوالي 10٪ من الفروق في معدل الذكاء ترجع إلى حالة المادة البيضاء.

لكن بالعودة إلى الفروق بين الجنسين: وفقًا لبعض الدراسات ، فإن النساء ينجحن في المهام الفكرية مثل الرجال ، لكنهن يستخدمن أحيانًا مناطق أخرى من الدماغ. يمكن فقط تخمين الأسباب في. يمكن تفسير هذه الانحرافات جزئيًا بالاختلاف في بنية المادة البيضاء - وهي قناة اتصال بين مراكز الدماغ المختلفة. "مهما كان الأمر ، بناءً على هذه البيانات ، يمكننا أن نرى بوضوح أن هناك أكثر من فرصة واحدة فقط لاستخدام الفكر" ، يؤكد الباحث من بوخوم. "مجموعات مختلفة من العوامل يمكن أن تؤدي إلى نفس المستوى من الذكاء."

وبالتالي ، فإن "الرأس الذكي" يتكون من العديد من المكونات ، ويمكن أن تختلف نسبتها. تعد الخلايا الهرمية مهمة أيضًا كمعالجات فعالة ، والمادة البيضاء كنظام للتواصل السريع وذاكرة تعمل بشكل جيد. يضاف إلى ذلك الدورة الدموية الدماغية المثلى ، والمناعة القوية ، والتمثيل الغذائي للطاقة النشطة ، وما إلى ذلك. فكلما ازدادت معرفة العلم بظاهرة الذكاء ، أصبح من الواضح أنه لا يمكن ربطها بمكوِّن واحد فقط وحتى بجزء واحد محدد من الدماغ.

ولكن إذا كان كل شيء يعمل كما ينبغي ، فإن العقل البشري قادر على القيام بأشياء مذهلة. يمكن ملاحظة ذلك في مثال الفيزيائي النووي الكوري الجنوبي كيم أون يونغ ، الذي يبلغ معدل ذكاءه 210 ، ويعتبر أذكى شخص على وجه الأرض. في سن السابعة ، كان يحل معادلات متكاملة معقدة في برنامج تلفزيوني ياباني. في سن الثامنة ، تمت دعوته إلى وكالة ناسا في الولايات المتحدة ، حيث عمل لمدة عشر سنوات.

صحيح أن كيم نفسه يحذر من إيلاء أهمية كبيرة لمعدل الذكاء. في مقال نُشر عام 2010 في صحيفة كوريا هيرالد ، كتب أن الأشخاص الأكثر ذكاءً ليسوا كلي القدرة.مثل الأرقام القياسية العالمية للرياضيين ، تعد معدلات الذكاء المرتفعة مجرد مظهر واحد من مظاهر الموهبة البشرية. "إذا كانت هناك مجموعة كبيرة من الهدايا ، فعندئذٍ ما هو إلا جزء منها."