Žmogaus intelektas gimsta, kai visas smegenų tinklas veikia kaip viena sistema

Nauji JAV mokslininkų duomenys meta iššūkį įsitikinimui, kad intelektą lemia kelios konkrečios smegenų sritys. Notre Dame universiteto tyrėjai pateikia įrodymų, jog bendrasis intelektas kyla iš visos smegenų sistemos veiklos – iš to, kaip skirtingi tinklai tarpusavyje susiję, koordinuojami ir prisitaiko prie įvairių užduočių.

Tyrimas remiasi pažangiais smegenų vaizdinimo metodais ir didelėmis dalyvių imtimis. Jis leidžia kitaip pažvelgti tiek į žmogaus mąstymo vienovę, tiek į tai, kaip laikui bėgant kinta mūsų kognityviniai gebėjimai, ir kokias pamokas iš to galima pasisemti kuriant dirbtinį intelektą.

Smegenys – ne atskirų dalių rinkinys, o veikiantis tinklas

Šiuolaikinėje neurologijoje smegenys dažnai vaizduojamos kaip skirtingų, specializuotų sistemų visuma: atminties, dėmesio, kalbos, suvokimo, sprendimų priėmimo ir kt. Tokia perspektyva padėjo nustatyti daugybę konkrečių ryšių tarp funkcijų ir atskirų tinklų.

Vis dėlto lieka neatsakytas esminis klausimas – kaip visos šios dalys susijungia į vieną sąmoningą, nuosekliai mąstančią „aš“ patirtį. Notre Dame universiteto psichologai, vadovaujami profesoriaus Arono Barbey, būtent į tai ir nusitaikė: jie siekė suprasti ne kur smegenyse slypi intelektas, o kaip visa sistema turi būti suorganizuota, kad galėtume lanksčiai ir efektyviai mąstyti.

Bendrasis intelektas: kodėl gebėjimai linkę eiti „paketu“

Psichologijoje jau seniai žinoma, kad įvairūs gebėjimai – dėmesio sutelkimas, darbinė atmintis, kalbiniai įgūdžiai, suvokimas, loginis mąstymas – dažniausiai teigiamai susiję. Žmonės, kurie gerai pasirodo vienoje srityje, neretai aukštai įvertinami ir kitose. Šis reiškinys vadinamas bendruoju intelektu.

Būtent bendrasis intelektas prognozuoja, kaip greitai žmogus mokosi, kaip sprendžia problemas ir prisitaiko skirtingose srityse – nuo mokyklos ir darbo iki kasdienio gyvenimo bei sveikatos elgsenos. Daugiau nei šimtas metų buvo aišku, kad gilesniame lygmenyje mūsų pažinimas yra vieningas, tačiau trūko paaiškinimo, kodėl taip yra smegenų lygmeniu.

Tinklinė neuro­mokslo teorija: intelektas kaip visos sistemos savybė

Norėdami atsakyti į šį klausimą, Barbey ir jo komanda pritaikė vadinamąją tinklinę neuromokslo teoriją (angl. Network Neuroscience Theory). Ji remiasi prielaida, kad bendrasis intelektas nėra viena konkreti strategija ar funkcija – tai yra bendra smegenų tinklų organizacijos kokybė.

Mokslininkai analizavo 831 suaugusio žmogaus smegenų struktūros ir funkcinės veiklos duomenis iš Human Connectome Project duomenų bazės. Be to, rezultatai buvo patikrinti nepriklausomoje 145 suaugusiųjų grupėje iš INSIGHT tyrimo, finansuoto JAV žvalgybos pažangių tyrimų programos. Taip gautas itin detalus didelio masto smegenų organizacijos vaizdas.

Skirtingai nuo požiūrio, kuris ieško „intelekto centro“ konkrečioje zonoje, ši teorija teigia, kad intelektas yra visa apimanti smegenų tinklo savybė. Lemiamas tampa ne pavienis regionas, o tai, kiek efektyviai skirtingi tinklai yra sujungti ir kaip lanksčiai jie geba reorganizuotis, kai susiduriame su naujais iššūkiais.

Ką atskleidė vaizdinimo duomenys

Tyrėjų išvados patvirtino keletą svarbiausių tinklinės neuromokslo teorijos prognozių:

• Intelektas nėra susitelkęs viename tinkle. Duomenys parodė, kad bendrasis intelektas kyla iš informacijos apdorojimo, išskaidyto per daugelį tinklų. Smegenys nuolat paskirsto užduotis specializuotoms sistemoms ir vėliau susintezuoja jų rezultatus.
• Ilgo nuotolio jungtys veikia kaip „greitkeliai“. Aukštesnio intelekto asmenims būdingas tankesnis ir efektyvesnis ilgų atstumų ryšių tinklas. Šios jungtys sujungia toliau viena nuo kitos esančias sritis ir leidžia informacijai greitai keliauti tarp skirtingų tinklų.
• Reguliaciniai mazgai koordinuoja informacijos srautą. Nustatyta, kad svarbų vaidmenį atlieka sritys, veikiančios kaip valdymo centrai – jos nukreipia, kurie tinklai turi būti įjungti, kada jie turi būti aktyvuojami ir kaip turi būti jungiama jų apdorota informacija.
• Pusiausvyra tarp lokalios specializacijos ir globalios integracijos. Geriausiai smegenys veikia tada, kai vietiniai klasteriai yra glaudžiai susieti tarpusavyje, tačiau kartu išlaikomi trumpi „keliai“ iki tolimų regionų. Tokia struktūra leidžia vienu metu pasinaudoti ir gilia specializacija, ir greitu, lanksčiu informacijos apjungimu.

Skirtingų grupių duomenys sutapo: bendrojo intelekto skirtumai patikimai atspindėjo būtent tokius didelio masto organizacijos bruožus. Nei viena konkreti sritis ar tradiciškai išskiriamas „intelekto tinklas“ negalėjo paaiškinti rezultatų vienas pats.

Ryšys su vaiko raida, senėjimu ir smegenų pažeidimais

Tyrimo autoriai pabrėžia, kad toks požiūris padeda geriau suprasti ir gyvenimo eigoje vykstančius kognityvinius pokyčius. Vaikystėje ir paauglystėje, kai intelektas paprastai auga, reikšmingiausi pokyčiai vyksta būtent tinklų sąryšingume ir koordinacijoje. Brestant smegenims, stiprėja naudingos jungtys, silpnėja perteklinės, o ryšiai tampa efektyvesni.

Priešingas procesas dažnai stebimas senstant: ilgainiui ilgų nuotolių ryšiai ir bendra tinklo integracija silpnėja, o tai siejama su lėtesniu mąstymu, dėmesio ir atminties sunkumais. Panašiai, esant plačiam smegenų pažeidimui – pavyzdžiui, po traumų ar insulto – dažnai labiausiai nukenčia ne pavienės funkcijos, o bendra sistemos koordinacija, todėl žmogui tampa sunkiau atlikti sudėtingas, kelių gebėjimų reikalaujančias užduotis.

Ką tai reiškia dirbtiniam intelektui

Šios išvados turi reikšmės ir dirbtinio intelekto (DI) vystymui. Jeigu žmogaus intelektas kyla ne iš vieno „bendrojo mąstymo modulio“, o iš visos sistemos architektūros, vien didinti atskirų algoritmų galią gali nepakakti, norint priartėti prie žmogaus lygmens lankstumo.

Mokslininkų teigimu, ateities DI sistemoms gali tekti labiau kopijuoti žmogaus smegenų organizacijos principus: efektyvius tinklų „greitkelius“, valdymo mazgus, prižiūrinčius informacijos srautus, ir gebėjimą greitai reorganizuotis, kai pasikeičia užduotis. Šiandieniniai DI modeliai neretai puikiai sprendžia labai konkrečias užduotis, tačiau jiems sunku perkelti išmoktą informaciją į visiškai naujus kontekstus – būtent tai žmogaus smegenims sekasi geriausiai.

Perspektyvos mokslui ir praktikai

Naujas požiūris į intelektą kaip į visos smegenų sistemos savybę gali paskatinti ir praktines naujoves. Jis atveria galimybes:

• tiksliau vertinti kognityvinius sutrikimus – žvelgiant ne tik į pažeistas sritis, bet ir į sutrikusius tinklų ryšius;
• kurti labiau taikinius pasiekiančias intervencijas – pavyzdžiui, smegenų treniruotes ar reabilitacijos programas, orientuotas į tinklų integracijos ir lankstumo gerinimą;
• geriau suprasti individualius skirtumus tarp žmonių kognityvinių profilių, kurie gali būti susiję su skirtinga smegenų tinklų organizacija.

Autoriai pabrėžia, kad kalbama ne apie vienos teorijos dominavimą, o apie platesnį rėmą, leidžiantį sujungti daugybę atskirų neuropsichologinių išvadų į vientisą vaizdą. Šiame vaizde intelektas tampa matomas tada, kai skirtingi pažinimo procesai priversti veikti kartu – laikydamiesi bendrų, visai sistemai būdingų organizacijos taisyklių.