هوش سیال بالاتر با نقشه‌های شناختی ساختارمندتر مرتبط است
افرادی با مهارت‌های استدلال بالاتر به نظر می‌رسد در تشکیل نقشه‌های درونی از چگونگی ارتباط اشیاء مختلف در فضا، عملکرد بهتری داشته باشند؛ طبق مطالعه‌ای که در Cell Reports منتشر شده است. این پژوهش شواهدی ارائه می‌دهد که یکی از ویژگی‌های کلیدی هوش ممکن است ریشه در نحوه رمزگذاری مغز بر روابط میان تجربیات داشته باشد؛ به ویژه از طریق ناحیه‌ای به نام هیپوکامپ.
این یافته‌ها به پیوند میان توانایی شناختی کلی و چگونگی ادغام اطلاعات جداگانه در یک کل ساختارمند اشاره دارند. به جای تمرکز بر عملکرد افراد باهوش در وظایف خاص، پژوهشگران بررسی کردند که مغز آن‌ها چگونه ساختار تجربیات را رمزگذاری می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که هوش ممکن است شامل توانایی تشکیل یک نقشه ذهنی از جهان باشد که به تفکر انعطاف‌پذیر و تصمیم‌گیری کمک کند.
این مطالعه توسط پژوهشگران ربکا تندرای و استفانی تِوِس در مؤسسه ماکس پلانک برای زیبایی‌شناسی تجربی و مؤسسه ماکس پلانک برای علوم شناختی و مغزی انسانی در آلمان انجام شد. آن‌ها علاقه‌مند بودند تا بررسی کنند که هوش، به ویژه هوش سیال، چگونه ممکن است با الگوهای خاص فعالیت مغزی در حین یادگیری مرتبط باشد.
هوش سیال به ظرفیت حل مسائل جدید و تشخیص الگوها اشاره دارد و اغلب با آزمون‌های استدلال اندازه‌گیری می‌شود. این هوش از دیرباز یکی از اجزای اصلی هوش کلی تلقی شده و با عملکرد در طیف وسیعی از وظایف ارتباط قوی دارد. اگرچه مطالعات پیشین نواحی مغزی مرتبط با هوش، مانند قشرهای پیشانی و آهیانه‌ای، را شناسایی کرده‌اند، اما فرآیندهای عصبی خاص زیربنایی آن کمتر شناخته‌شده است.
پژوهشگران فرض کردند که یکی از تفاوت‌های افراد در هوش ممکن است از طریق چگونگی سازماندهی اطلاعات در ساختارهای رابطه‌ای ناشی شود. به عبارت دیگر، افراد باهوش‌تر ممکن است اطلاعات مختلف را به عنوان بخشی از یک نقشه گسترده‌تر نمایندگی کنند و چگونگی ارتباط عناصر با یکدیگر در فضا یا مفهوماً را ثبت نمایند. مطالعات پیشین پیشنهاد کرده بودند که هیپوکامپ، بخشی از مغز که برای حافظه و ناوبری فضایی شناخته‌شده است، در ایجاد این نوع نقشه‌های شناختی نقش دارد.
برای آزمایش فرضیه‌شان، پژوهشگران از تصویربرداری مغزی استفاده کردند تا مشاهده کنند شرکت‌کنندگان چگونه مکان‌های اشیاء مختلف را در یک عرصه مجازی یاد می‌گیرند. شرکت‌کنندگان شش شیء متفاوت دیدند که هر کدام به یک نقطه خاص در فضایی دایره‌ای اختصاص داشت. آن‌ها تمرین می‌کردند تا اشیاء را در مکان‌های درست قرار دهند و پس از هر تلاش، بازخورد دریافت می‌کردند.
با پیشرفت یادگیری، شرکت‌کنندگان در به خاطر سپردن مکان هر شیء دقیق‌تر شدند. پس از اتمام وظیفه، از آن‌ها خواسته شد تا اشیاء را از دید پرنده‌ای مرتب کنند و نشان دهند که چقدر چیدمان را درونی‌سازی کرده‌اند. پاسخ‌هایشان به طور نزدیکی با موقعیت‌های واقعی اشیاء مطابقت داشت و نشان می‌داد که اکثر شرکت‌کنندگان توانسته بودند نقشه ذهنی نسبتاً دقیقی از محیط تشکیل دهند.
در عین حال، پژوهشگران از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی عملکردی (fMRI) برای ثبت فعالیت در هیپوکامپ در حین مشاهده اشیاء توسط شرکت‌کنندگان استفاده کردند. آن‌ها به دنبال الگوهایی بودند که نشان‌دهنده نمایندگی روابط فضایی میان اشیاء توسط مغز باشد. به طور خاص، بررسی کردند که آیا الگوهای فعالیت عصبی برای اشیاء نزدیک‌تر در چیدمان یادگرفته‌شده مشابه‌تر و برای اشیاء دورتر متفاوت‌تر هستند.
یافته کلیدی این بود که افراد با امتیازهای بالاتر هوش سیال، نشانه‌های قوی‌تری از این رمزگذاری «نقشه‌مانند» در هیپوکامپ راست نشان دادند. یعنی فعالیت مغزی‌شان حس واضح‌تری از فواصل میان مکان‌های اشیاء منعکس می‌کرد. این ارتباط میان رمزگذاری رابطه‌ای و هوش حتی پس از در نظر گرفتن عملکرد شرکت‌کنندگان در وظایف حافظه‌ای باقی ماند و نشان داد که الگوهای مغزی صرفاً بازتابی از دقت بیشتر به خاطر سپاری نیستند.
تحلیل‌های اضافی نشان داد که این پیوند میان مغز و رفتار در وظایف شناختی مختلف، به ویژه آن‌هایی که بیشتر با هوش سیال مرتبط بودند، پایدار است. همبستگی نه از یک آزمون خاص ناشی می‌شد، بلکه بازتاب تمایل گسترده‌ای در میان افراد باهوش‌تر به سازماندهی تجربیات یادگیری‌شان به شیوه‌ای ساختارمند و نقشه‌مانند بود.
هنگامی که پژوهشگران افراد با امتیازهای بالاتر و پایین‌تر هوش سیال را مقایسه کردند، تفاوت‌هایی در ثبات نمایندگی روابط اشیاء توسط مغز یافتند. افراد گروه هوش پایین‌تر نمایندگی‌های عصبی کمتری داشتند که با یک نقشه دوبعدی سازگار باشد. از نظر عملی، این نشان می‌دهد که آن‌ها ممکن است برخی جفت‌های اشیاء را به شیوه‌هایی رمزگذاری کرده باشند که با چیدمان فضایی کلی همخوانی نداشته و به نقصان‌هایی در ادغام روابط در کل صحنه اشاره دارد.
برای بررسی بیشتر این ایده، پژوهشگران از شرکت‌کنندگان خواستند فواصل میان جفت‌های اشیاء را روی یک مقیاس لغزنده تخمین بزنند. باز هم، نتایج نشان داد که افراد با امتیازهای بالاتر هوش، تخمین‌های هندسی سازگارتر ارائه دادند و ایده ادغام روابط اشیاء در یک نقشه منسجم را تقویت کردند.
پژوهشگران همچنین آزمایش کردند که آیا رابطه مشاهده‌شده میان هوش و فعالیت مغزی خاص رمزگذاری رابطه‌ای است. آن‌ها این کار را با افزودن یک وظیفه حافظه جداگانه انجام دادند که در آن شرکت‌کنندگان فقط باید تشخیص می‌دادند آیا شیئی را قبلاً دیده‌اند یا نه. این وظیفه حافظه پایه اقلام را اندازه‌گیری می‌کرد، نه روابط میان اشیاء.
در حالی که شرکت‌کنندگان به طور کلی عملکرد خوبی داشتند، قدرت پاسخ‌های مغزی در هیپوکامپ طی این وظیفه با امتیازهای هوش همبستگی نداشت. این نشان می‌دهد که توانایی استدلال کلی به طور خاص به توانایی رمزگذاری روابط وابسته است، نه فقط حافظه کلی.
این نتایج به مجموعه رو به رشدی از تحقیقات می‌افزاید که هیپوکامپ را نه تنها به عنوان مرکزی برای حافظه و ناوبری فضایی، بلکه به عنوان مرکزی برای سازماندهی اطلاعات به شیوه‌هایی که از تفکر انعطاف‌پذیر حمایت می‌کند، می‌بیند. توانایی نمایندگی چگونگی ارتباط عناصر مختلف یک تجربه ممکن است پایه‌ای برای حل مسائل در زمینه‌های جدید یا استنتاج از داده‌های محدود فراهم کند.
پژوهشگران اذعان دارند که مطالعه‌شان بر نوع خاصی از یادگیری رابطه‌ای تمرکز داشته که شامل ترتیب‌های فضایی است. هنوز مشخص نیست که آیا همین اصول به انواع دیگر روابط انتزاعی، مانند روابط مفهومی یا قاعده‌ای، اعمال می‌شود. علاوه بر این، مطالعه با گروه نسبتاً همگن از بزرگسالان سالم انجام شده که ممکن است گستردگی یافته‌ها را محدود کند.
از آنجایی که پژوهش مقطعی بود، نمی‌تواند به علیت بپردازد. نامشخص است که آیا داشتن شیوه ساختارمندتر رمزگذاری روابط به هوش بالاتر کمک می‌کند یا افراد با هوش بالاتر به طور طبیعی استراتژی‌های بهتری برای سازماندهی اطلاعات توسعه می‌دهند. مطالعات بلندمدت می‌تواند کمک کند تا چگونگی توسعه این توانایی‌ها در طول زمان و تعامل‌شان روشن شود.
پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند که مطالعات آینده بررسی کنند آیا این الگوهای رمزگذاری رابطه‌ای در نواحی دیگر مغز مرتبط با استدلال یا تعمیم، مانند قشر پیش‌پیشانی، ظاهر می‌شود. شواهدی وجود دارد که این نواحی نیز اطلاعات ساختارمند را نمایندگی می‌کنند، هرچند هنوز مشخص نیست نقش‌شان در مقایسه با هیپوکامپ چگونه است.
مطالعه با عنوان «هوش انسانی با معیارهای عصبی تشکیل نقشه شناختی مرتبط است» توسط ربکا ام. تندرای و استفانی تِوِس تألیف شده است.