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最新發(fā)現(xiàn)——從腦部掃描科學(xué)家可以預(yù)測人類智商

發(fā)布時間:2018-07-01 14:00 類別:醫(yī)學(xué)前沿資訊 標(biāo)簽: 來源: 作者:medicalxpress


如果你曾經(jīng)對你的智商撒謊,讓自己看起來更聰明,那么是時候坦白了?茖W(xué)家現(xiàn)在可以通過觀察你的大腦掃描來判斷你是多么的聰明。

實際上,更準(zhǔn)確地說,科學(xué)家們自己并不是在看你的大腦掃描;他們開發(fā)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法是。

在一項新的研究中,來自加州理工學(xué)院、西達(dá)斯西奈醫(yī)學(xué)中心和薩萊諾大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),他們的新計算工具可以通過功能性核磁共振成像(fMRI)掃描他們的休息狀態(tài)大腦活動來預(yù)測一個人的智力。功能性核磁共振成像技術(shù)通過檢測血液流向特定大腦區(qū)域的變化,從而開發(fā)出一幅大腦活動圖。換句話說,一個人的智力可以從他們大腦中活動的模式中收集到,當(dāng)他們不做或思考任何事情的時候——沒有數(shù)學(xué)問題,沒有詞匯測驗,沒有謎題。

“我們發(fā)現(xiàn),如果我們只是讓人們躺在掃描儀中,在測量他們大腦活動的模式時什么也不做,我們就可以利用這些數(shù)據(jù)來預(yù)測他們的智力,”Ralph adolph(博士說。92),Bren心理學(xué),神經(jīng)科學(xué)和生物學(xué)教授,主任,艾倫訴c.戴維斯和萊納貝爾戴維斯領(lǐng)導(dǎo)的加州理工學(xué)院大腦成像中心主任。

訓(xùn)練他們的算法在復(fù)雜的人類大腦活動的模式,人物和他的團(tuán)隊使用人類連接體工程(HCP)收集的數(shù)據(jù),科學(xué)的努力由美國國立衛(wèi)生研究院(NIH),旨在提高對人類大腦的許多連接的理解。adolph和他的同事們從參與HCP的近900個人下載了大腦掃描和智力評分,并將這些信息輸入到他們的算法中,并將其設(shè)置為工作。

在處理完這些數(shù)據(jù)之后,研究小組的算法能夠在這900個受試者中預(yù)測出具有統(tǒng)計學(xué)意義的智力水平,朱利安杜布瓦博士(博士說。13)西達(dá)斯西奈醫(yī)學(xué)中心的博士后研究員。但他補(bǔ)充說,還有很大的改進(jìn)空間。掃描是對大腦中實際發(fā)生的事情的粗略和嘈雜的測量,許多潛在的有用信息仍然被丟棄。

杜布瓦說:“我們從大腦測量中得到的信息可以被用來解釋我們在研究對象中觀察到的智力差異的20%。”“我們做得很好,但我們離能夠匹配一個小時的智力測試的結(jié)果還差得很遠(yuǎn),比如韋氏成人智力量表,”

杜布瓦還指出了一種內(nèi)在的哲學(xué)難題。“既然算法是在智力分?jǐn)?shù)上訓(xùn)練的,那么我們怎么知道智力分?jǐn)?shù)是正確的呢?”研究人員通過對研究對象所采用的10種不同認(rèn)知任務(wù)的智力進(jìn)行更精確的估計,而不僅僅是通過IQ測試來解決這個問題。

在預(yù)測腦部掃描的智力時,該算法正在做一些人類無法做到的事情,因為即使是一位經(jīng)驗豐富的神經(jīng)學(xué)家也不能通過大腦掃描來判斷一個人的智力水平。

“如果訓(xùn)練得當(dāng),這些算法可以回答像我們在這里試圖回答的問題一樣復(fù)雜的問題!彼鼈兎浅(qiáng)大,但如果你真的問,“它們是如何學(xué)習(xí)的?”他們是怎么做這些事情的?“這些都是很難回答的問題,”合著者Paola Galdi說,他以前是薩萊諾大學(xué)的博士生,現(xiàn)在是愛丁堡大學(xué)的博士后研究員。

這項研究是作為一項持續(xù)探索的一部分進(jìn)行的,目的是建立一種診斷工具,可以通過腦部掃描來判斷一個人的大腦。adolph和他的同事們說,他們希望有一天能看到MRIs的工作,也可以診斷自閉癥、精神分裂癥和焦慮等病癥,就像他們目前所做的尋找腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)或肝臟疾病一樣。

“功能性核磁共振成像技術(shù)還沒有實現(xiàn)它作為診斷工具的承諾。我們和其他許多人正在積極地努力改變這一現(xiàn)狀!倍挪纪哒f!笆澜绺鞯氐目茖W(xué)家都能挖掘出大量的數(shù)據(jù),這使得這一切成為可能!
智能被選為該技術(shù)的首批測試床之一,因為研究表明,隨著時間的推移,它是非常穩(wěn)定的。也就是說,一個人的智商分?jǐn)?shù)在幾周、幾個月或幾年的時間里不會有太大的變化。

研究人員還進(jìn)行了一項平行的研究,使用相同的測試人群和方法,試圖通過fMRI腦部掃描來預(yù)測人格特征。阿道夫說,一個人的個性至少和智力在很長一段時間內(nèi)一樣穩(wěn)定。他們的性格測試將人格分為五種:
1、對經(jīng)驗的開放性:對新體驗和想法的偏好vs對常規(guī)和可預(yù)測性的偏好
2、責(zé)任心:自律、體貼、自發(fā)性和靈活性
3、外向性:社交性、健談、害羞和保留
4、親和性:友善,樂于助人,對抗和辯論性
5、神經(jīng)過敏癥:對積極情緒的信心和傾向與緊張和消極情緒的傾向

然而,用研究小組用來預(yù)測智力的方法來預(yù)測人格的難度要大得多。但這并不奇怪,杜布瓦說。

他說:“數(shù)據(jù)庫中的人格評分僅僅來自于簡短的自我報告問卷!薄皬囊婚_始,這并不是一個非常準(zhǔn)確的個性指標(biāo),所以我們不能從核磁共振成像數(shù)據(jù)中預(yù)測它,這也就不足為奇了。”

adolph和Dubois說,他們現(xiàn)在正與來自不同領(lǐng)域的同事合作,包括加州理工學(xué)院的哲學(xué)教授弗雷德里克埃伯哈特,來跟進(jìn)他們的發(fā)現(xiàn)。

描述這兩項研究的論文,題為“再狀態(tài)功能大腦連接,最好能預(yù)測開放體驗的人格維度”和“一個分布式大腦網(wǎng)絡(luò)預(yù)測來自rest狀態(tài)人類神經(jīng)成像數(shù)據(jù)的一般智力”,可以通過bioriv在線獲得;它們分別發(fā)表在英國皇家學(xué)會的人格神經(jīng)科學(xué)和哲學(xué)學(xué)報上,目前還在等待中。