torsdag 7 december 2017

Mobilmissbrukare har obalans i hjärnan

En av de största skillnaderna i det mänskliga beteendet de senaste tio åren är att vi ständigt går omkring och tittar på våra mobiler. För tio år sedan stirrade inte lika många in i mobilerna. Mobilerna har fångat vår uppmärksamhet. Tusentals människor funderar och utvecklar appar och algoritmer som fångar vår uppmärksamhet och håller kvar oss så länge som möjligt. 

Jag kastade en del appar i somras (efter att ha skrivit ett inlägg om hur dum man blir av mobiler) och är inte lika mobilberoende som tidigare, men jag sitter sällan och drömmer och gör ingenting som jag gjorde förr. Det är nästan bara då jag springer och sover som hjärnan är fri att använda de kreativa delarna av hjärnan som aktiveras först då man släpper taget.

Enligt en ny studie från Pew Research Center är nästan hälften av alla amerikaner beroende av sina mobiler. Andra studier visar att vi rör våra mobiler tusentals gånger per dag. Vår hjärna gillar det som är nytt och ett svep på mobilen kan ge en ny följare, ett uppmuntrande gilla eller något annat roligt. I varje ögonblick kan vi få små kickar av belönande dopamin, något som är ganska nytt i människans evolution. Hur påverkar det våra hjärnor på sikt?

Förr i tiden pratade folk med varandra på tåget :)

I en ny studie har forskare under ledning av Hyung Suk Seo, professor i neuroradiologi vid Korea University, undersökt ungdomar som är beroende av mobiler. De använde magnetisk resonansspektroskopi (MRS) för att få en unik inblick i ungdomarnas hjärnorn. MRS mäter hjärnans kemiska sammansättning.

Studien omfattade nitton ungdomar som diagnostiserats som mobilberoende. Av dessa fick tolv ungdomar gå en nio veckor lång behandling i kognitiv beteendeterapi (KBT), som en del av studien.

Forskare använde standardiserade test för att mäta hur allvarligt ungdomarnas mobilberoende var. Frågorna fokuserade på hur mobilerna påverkade dagliga rutiner, det sociala livet, produktivitet, sömnmönster och känslor. Ju högre poäng, desto större mobilberoende. Det visade sig att de mobilberoende ungdomarna led av mer depression, ångest, sömnlöshet och impulsivitet, jämfört med en kontrollgrupp som inte var beroende av mobiler.

Forskarna körde sedan en serie MRS-tester för att mäta halterna av GABA och glutamat i hjärnorna. GABA är en neurotransmittor som hämmar nervceller, medan glutamat aktiverar nervceller. Tidigare studier har visat att GABA är viktigt för att reglera olika hjärnfunktioner, inklusive depression och ångest.

Resultaten från MRS visade att förhållandet mellan GABA och glutamat hos de mobilberoende jämfört med de mobiloberoende förändrades signifikant i Anterior Cingulate Cortex (ACC). Det fanns ett samband mellan fördelningen av GABA och glutamat och mobilberoende, depression och ångest.


Dr. Seo tror att den ökade mängden GABA i förhållande till glutamat i ACC hos mobilberoende ungdomar ökar risken för funktionella störningar i kognitiv och känslomässiga neurala nätverk.

Det visade sig dock att nio veckor KBT återställde balansen mellan GABA och glutamat. Så det är inte kört. Det går att bryta mobilberoendet precis som man kan bryta ett spelberoende. Det går att ändra vanor, men ibland krävs det KBT.

"The increased GABA levels and disrupted balance between GABA and glutamate in the anterior cingulate cortex may contribute to our understanding the pathophysiology of and treatment for addictions"
, säger Dr Seo.


måndag 4 december 2017

Den nya berättelsen om Phineas Gage

Den 13 september 1848 kliver förman Gage fram för att pressa samman krut, stubin och sand i ett spränghål vid ett järnvägsbygge i staden Cavendish, Vermont. 16:30 exploderar krutet och driver järnstången han arbetar med genom huvudet på honom. Järnet går in på sidan av hans ansikte, passerar bakom vänstra ögat och ut genom toppen på huvudet. Hjärnan pulserar, stången ligger blodig och klädd med hjärnsubstans många meter bort. Han kräks och mer hjärnsubstans pressas ut. Ändå talar han, han går och står och sitter upprätt i vagnen på väg till doktorn. Framme hos läkaren verkar han vara fullt medveten, om än utmattad av blodförlusten. Pulsen ligger på 60. Men hans kropp och sängen han ligger på är en enda blodig röra.

De flesta som läst en bok om hjärnan, känner igen historien om Phineas Gage. Han förlorade en bit av hjärnan, tappade sin mänsklighet och återhämtade sig aldrig. Så brukar hans historia berättas. Med ett antagande om att skadan för alltid slog ut de egenskaper som funnits på den plats som hjärnan nu saknade.

Det finns som sagt nästan ingen bok om hjärnan som inte har ett kapitel om Gage. Gages olycka används för att illustrera och - inte så sällan - bevisa en författares tes. I mitten av 1800-talet förklarade frenologerna att Gages förändrade beteende (t. ex. svordomar) var en följd av att ”lådan” som innehöll ”värdighet” slagits ut. Sedan dess har forskare och författare sökt stöd i Gages öde för teorier om emotionell intelligens, om social intelligens och nu senast om hjärnans plasticitet. Gages berättelse är formbar, eftersom det finns så lite fakta om vad som verkligen hände. Det har lett till att händelsen används till stöd för teorier som helt och hållet motsäger varandra.

Historien om Phineas Gage är en bra berättelse. Alla kan känna igen sig i honom: Han var en normal person som du och jag, men en olycka förvandlade honom till någon annan. Det är en berättelse som också haft ett stort inflytande på den vetenskapliga och allmänna förståelsen av hjärnan. Kan vi utifrån exemplet Gage alltså dra slutsatsen att människor som skadar sin frontallob, tappar delar av sin mänsklighet? Är det något vi med säkerhet kan vänta oss efter en stroke?

Psykologen och historikern Malcolm Macmillan har studerat Gage i 40 år. När han började gräva i fallet hittade han lager av tyckanden och ytterst lite fakta. Efter flera år av grävande skrev Macmillan till slut en 562 sidor tjock bok om Phineas Gage, An Odd Kind of Fame. Macmillan hävdar att Gage faktiskt återhämtade sig efter olyckan och levde ett ganska normalt liv. Om Macmillan har rätt, borde vi uppdatera våra föreställningar om Gage. I boken betonar Macmillan skillnaden mellan hur lite vi faktiskt vet och alla de åsikter och tvärsäkra påståenden som finns om Gage. Hur vi än vänder och vrider på det finns bara fyra skriftliga källor och en skalle att utgå från.

Så vad vet vi? De första rapporterna kommer från läkaren John Harlow som träffade Gage dagen efter olyckan. Han såg Gage ligga i en blodig säng. Harlow trodde först inte på att Gage genomborrats av ett järnspett, men han förstod att det var allvar då Gage hostade upp en bit av hjärnan. Harlow skriver att Gage hade kväljningar var 20:e minut. Blod och bitar av hjärnan gled ner längs halsen och höll på att kväva honom.

Dr. Harlow menade att olyckan förändrade Gage. Före olyckan var han en noggrann och respekterad arbetskamrat och förman, men efteråt blev han nyckfull och hade svårt att avsluta det han påbörjat. Harlow uttryckte det som att jämvikten mellan det intellektuella och det djuriska tycktes vara rubbad. Vänner till Gage sa att Gage " ... inte längre var Gage”. Som en följd av personlighetsförändringarna blev han av med jobbet.

Utöver denna korta rapport från Dr. Harlow finns det inga uppgifter om vad Gage gjorde månaderna efter olyckan och vi vet inget om hans beteende. Harlows beskrivning av Gage är dessutom vag. Vad betyder ”djuriska”? Betyder det att Gage var ilsken, ovårdad eller att han hade okontrollerbara sexuella drifter? Även påståendet att Gage förändrats är svårt att kontrollera. Alla människor förändras, men oftast är det bara de som står närmast som ser vad som verkligen förändras och det finns inga uttalanden från Gages vänner och anhöriga som tyder på att han förändrades. Och med så få fakta, började rykten fylla i tomrummen och de fick till slut eget liv, gifte sig och fick t.o.m. barn.

En del rykten beskrev Gage som apatisk och iskall, andra som sexuellt lössläppt. Man hävdade att han betedde sig illa mot fru och barn och att frun lämnade honom. Men det ryktet är lätt att avfärda: Gage var aldrig gift och hade inga barn.

Macmillan menar att forskare har försökt anpassa Gages historia till de egna hypoteserna. Det finns t. ex. ingen källa till påståenden om att han ändrade sin sexualitet. Men för en forskare kan det vara frestande att anta att Harlows notering om att Gages jämvikt var rubbad och att det djuriska tagit överhanden också gällde hans sexualitet. Macmillan tror att den typen av anekdoter påverkat hur forskarna tolkat Gage i efterhand.

Om skrönor upprepas tillräckligt ofta, smälter skrönor och berättelse samman till en sanning. Läroböcker upprepar varandra och författare bryr sig inte alltid om att se efter själva. Ingen vill ändra en bra berättelse. Ett järnrör genom skallen och din själ lämnas i en blodig pöl på backen. Nästa dag vaknar du som ett monster. Det är en bra story!

Med utvecklingen av ny teknik har det öppnats ett nytt kapitel i berättelsen om Phineas Gage. Genom att studera skallens in- och utgångshål kan man beräkna och återskapa stångens färd genom hjärnan. De första som gjorde detta var makarna Antonio och Hanna Damasio 1994. De använde Gage för att illustrera en hypotetisk länk mellan frontalloberna, känslor och förnuft. Makarna Damasios använde Gages olycka delvis för att söka efter bevis på att han skadat både sin vänstra och högra hjärnhalva, vilket skulle ha förändrat personligheten. De fann vad de letade efter.

I boken Descartes misstag från 1994 påstod Damasio att "Gage förlorat något unikt mänskligt, förmågan att planera sin framtid som en social varelse". Han skriver vidare, ”... Har han en känsla för rätt och fel?”. Han undrar om Gage kunde hållas som ”...ansvarig för sina handlingar". Järnstången hade krossat Gages själ och tillintetgjort hans fria vilja. Men det finns inte en enda handling som Gage skulle kunna hållas "ansvarig" för. Det finns inga rapporter om våld, stöld, missbruk eller ”oansvarighet".

Tio år senare, 2004, gjordes en ny studie med en mer kraftfull dator. En forskargrupp ledd av Peter Ratiu, vid Harvard, visade att järnspettet inte kunde ha gått över hjärnans mittlinje och skadat den högra hjärnhalvan som makarna Damasio hävdade. Ratiu bekräftade istället Dr Harlows slutsats 150 år tidigare om att den högra hjärnhalvan var intakt.

2012 ledde den neuroradiologiska experten Jack Van Horn ytterligare en studie med en än mer kraftfull dator. I Van Horns studie beräknades miljontals möjliga banor för järnspettet (som jämförelse hade Damasio i sin studie ett halvt dussin banor.) och alla utom en handfull skulle ögonblickligen ha dödat Gage. Van Horns arbete stöder Ratius studie och Dr Harlows notering: järnstången rörde aldrig den högra hjärnhalvan.

Alla studier är hypoteser, dvs. gissningar. Man kan vara säker på att järnspettet förstörde hjärnvävnad, men alla hjärnor ser olika ut och det är svårt att dra tvärsäkra slutsatser. Det hindrar dock inte forskare från att dra tvärsäkra slutsatser. Forskare är också människor.

Nya fakta
Ett ganska bortglömt faktum är att Gage reste till Chile 1852 för att arbeta som kusk. Han körde diligenser längs de trånga bergsvägarna mellan Valparaiso och Santiago. Det gjorde han i sju år. De flesta som skriver om Gage utlämnar tiden i Chile. Det är ett faktum som inte tycks stämma med påståendet att han förvandlades till en aggressiv sociopat. 


Det var troligtvis en sån här diligens som Gage styrde.

På grund av sjukdom tvingades Gage resa hem till San Francisco 1859. Gages mor nämner att han var angelägen om att arbeta efter att han återhämtat sig. Han fick arbete på en bondgård. Efter en hård arbetsdag kollapsade han. Han drabbades av ett epileptiskt anfall nästa dag. Phineas Gage dog 36 år gammal den 21 maj 1860, tolv år efter olyckan.

Efter Gages död reste Dr. Harlow till Gages familj för att ta reda på fler detaljer om honom. Graven öppnades, skallen sågades av och plockades ut. Dr Harlow skrev en komplett rapport, som innehöll nästan allt vi vet om Gages mentala status och om hans vistelse i Chile.

Macmillan blev övertygad om att tiden i Chile är nyckeln till att förstå Gage efter att han sett ett hästekipage på TV. Han upptäckte vilken otroligt krävande och komplicerad uppgift det är att styra fyra hästar; det är - skriver Sam Kean i en artikel om Phineas Gage i tidningen Slate - som att köra en bil med fyra självständiga hjul. Kusken styr hästarna med varsitt finger på tömmarna. En sväng i en kurva kräver en otrolig fingerfärdighet och därmed en lika fingerfärdig hjärnkarta i skallen.

Gage körde genom trånga passager, genom vindlande bergspass och tvingades göra snabba stopp. När han körde på nätter i mörker var han tvungen att memorera sina vändningar och lämningar. Dessutom måste han hålla utkik efter banditer och kommunicera med spansktalande gruvarbetare. Ett sådant krävande jobb klarar knappast en sociopat med impulsivt och aggressivt beteende av att utföra i sju år.

Macmillan tror att Gage mentala problem efter olyckan var tillfälliga, att Gage återhämtade sig och återerövrade många av sina förlorade mentala funktioner. 2010 hittade datorvetaren Matthew Lena en ny skriftlig källa, ett uttalande från en läkare som levde i Chile på 1800-talet och som kände Gage: "He was in the enjoyment of good health with no impairment whatever of his mental faculties”, rapporterade läkaren. Det är nya fakta. Det borde förändra tidigare slutsatser.

Om det är så att Gage återhämtade sig - och levde sju år i Chile som kusk, vilket nya fakta tyder på - är det ett uppdaterat budskap: Det finns hopp även efter en svår skada i hjärnan.

Ny kunskap om hjärnans plasticitet stärker också hypotesen att Gage återhämtade sig. Hjärnforskare trodde en gång att hjärnskador orsakade permanenta skador: att en låda som dragits ut ur hjärnhurtsen för alltid var förlorad. Men efter de upptäckter om hjärnan som Michael Merzenich m. fl. gjort, tror de flesta att hjärnan kan anpassa sig och förändras. Järnstången skapade ett hål i hjärnan och rev sönder flera hjärnkartor, men hjärnkartor kan ritas om.

Förmodligen hjälpte Gages inrutade liv i Chile honom i hans tillfrisknande, menar Macmillan. Personer med skador i frontalloben har ofta problem med att slutföra uppgifter, särskilt om det saknas ett tydligt mål. Gage behövde aldrig planera sin dag när han jobbade i Chile: han körde framåt tills det var dags att vända hem igen. Gages hjärnkartor uppdaterades dag för dag. Han fyllde i hålet som spettet orsakat. Det var ett dagligt hjärnarbete. 


Phineas Gage med sitt järnspett. Foto: Originally from the collection of Jack and Beverly Wilgus; now in the Warren Anatomical Museum, Harvard Medical School. CC BY-SA 3.0 

Tack vare internet är tillgången till historien bättre än någonsin. Nya fakta dyker upp och försvinner i floden av information. 2008 dök det upp ett foto på det sociala bildnätverket Flickr av en man med en järnstång i nävarna. Bildens ägare trodde först att fotot föreställde en valjägare med harpun, men en kommentator gissade att det var Phineas Gage. För att kontrollera detta, jämfördes bilden med en dödsmask av Gage. Den stämde perfekt. Fotot visar en annan bild än det djuriska monster som fantiserats ihop i brist på kunskap. Gage ser ut att vara en stolt, välklädd och stilig man som till det yttre påminner om ”Stålmannen” Christopher Reeve.

Forskarna fortsätter gräva fram fakta. Historikerna kastar ljus över dunkla föreställningar och ger perspektiv på tidigare händelser, på vår egen tid och på möjliga framtider. Vi tolkar fakta och sammanställer en någorlunda trovärdig historia. Olika historier kan motsäga varandra utan att vara falska. Det beror på vad man betonar i den mångfald av fakta som finns. Men man kan inte påstå något utöver de fakta som finns. Det har man gjort gång på gång i fallet Gage. Det är en viktig lärdom i denna historia.

Ju mer fakta som kommer fram, desto bättre gissningar. Sanningen om Gage hittar vi aldrig, men vi kan bedöma vad som är sannolikt. Idag verkar det sannolikare att Gage återhämtade sig, än att hans själ var förlorad för mänskligheten.

Fallet Gage visar att människan älskat berättelser ända sedan vi samlades runt lägerelden. Vi gör gärna en höna av en fjäder. Fakta suddas ut och jämnas till för att passa ihop. Det är vetenskapen som måste vara stringent och kritisk. Berättelserna kommer alltid att leva sitt eget liv. Macmillan säger att flera personer kontaktat honom för att göra ett filmmanus. I ett av dessa manus återvänder Gage till USA, blir vän med en slav och hjälper honom rymma. Därefter vinner han det amerikanska inbördeskriget tillsammans med president Abraham Lincoln. Manusförfattaren bortser då från det faktum att Gage faktiskt dog ganska precis ett år innan inbördeskriget bröt ut.

Fallet Gage visar också att kropp och själ hör ihop. Det är den vetenskapliga berättelsen. Det är den berättelsen som leder framåt, till att samhället utvecklas och att människor tillfrisknar. Gage råkade ut för en fruktansvärd olycka, men det är något mänskligheten har kunnat dra nytta av. Den nya tvärvetenskapliga forskningen om Gage visar att det finns hopp. Inte ens ett hål genom frontalloben tar död på en människas mänsklighet. Om inte vetenskapen funnits som korrektiv, hade Gage kanske förvandlats till profet eller djävul, eller till mytomspunnen hjälte i det amerikanska inbördeskriget.

Varje generation tycks berätta sin egen historia om Phineas Gage. Vem vet vad som väntar Gage i framtiden? Det kanske är Gages öde att vara varje tids neurologiska lackmuspapper.



Källor:

Malcolm Macmillan, The Phineas Gage information page https://www.uakron.edu/gage/

Malcolm Macmillan, An Odd Kind of Fame: Stories of Phineas Gage. 2002 https://www.amazon.com/Odd-Kind-Fame-Stories-Phineas/dp/0262632594

Malcolm Macmillan& Matthew L. Lena , Rehabilitating Phineas Gage http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09602011003760527

Miki Agerberg, Han håller i järnspettet som gick genom huvudet. LÄKARTIDNINGEN. 2009 nr 47.
http://www.lakartidningen.se/Functions/OldArticleView.aspx?articleId=13195
Sam Kean, Phineas Gage, Neuroscience's Most Famous Patient. Slate 2014. http://www.slate.com/articles/health_and_science/science/2014/05/ phineas_gage_neuroscience_case_true_story_of_famous_frontal_lobe_patient.html

Antonio R. Damasio, Descartes misstag. Känsla, förnuft och den mänskliga hjärnan, Natur och Kultur, Stockholm 2003 (1994)

Jack Van Horn, Mapping Connectivity Damage in the Case of Phineas Gage
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0037454

Ratiu et. al., Images in Clinical Medicine: The Tale of Phineas Gage, Digitally Remastered”.

New England Journal of Medicine "351" (23) http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMicm031024

Zbigniew Kotowicz , The strange case of Phineas Gage.
HISTORY OF THE HUMAN SCIENCES. 2007 SAGE Publications (London, Thousand Oaks, CA and New Delhi) pp. 115–131. http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0952695106075178

söndag 3 december 2017

Hjärnfysikblogen: Den egentliga orsaken till fetma

Jag är ganska fet om jag jämför mig med andra däggdjur. Min fettprocent är jämförbar med en kamel som lagrat fett inför en lång ökenvandring.

Men varför bär jag omkring på så mycket fett? Härstammar jag från en valross? Nej, människan är en primat. Redan 1758 skrev Carl von Linné att människan - som han gav det missvisande namnet Homo sapiens - tillhör ordningen primater. Men övriga primater är inte särskilt feta. Tvärtom.

Primatförändringar
Jämfört med människans närmsta släkting dvärgschimpansen (bonobo) är jag extremt fet. En studie från 2015 visade att honorna har en fettprocent runt 3 procent och hanarna 0,01 procent (läs studien om du inte tror mig). Inte ens om de lever i fångenskap och matas med bananer blir de speciellt feta. Hur kommer det sig?


Bild: Väldigt markant deltamuskel, men så blir det väl om man går på alla fyra och i princip gör några tusen armhävningar per dag.

För 8 miljoner år sedan täcktes Afrika av stora skogar, men klimatförändringar ledde till att ...

Läs fortsättningen på Hjärnfysikbloggen.


torsdag 30 november 2017

Hjärnfysikbloggen: Kampen mellan ljus och mörker

Vi lever i mörker nu. Det är mörkt när jag kommer till jobbet och det är mörkt när jag åker hem. Min hjärna törstar efter ljus. Jag bokar möten så att jag ska hinna springa på lunchen. För mig är ljus och motion lika viktigt som mat.

Ljus är viktigt för hjärnhälsa
Korsord, sudoku och andra hjärnspel gör dig bättre på korsord, sudoku och spel. Klassisk musik (den så kallade Mozart-effekten) kanske kan förbättra din koncentration. Men inget av det påverkar hjärnans hälsa eller smarthet. Det viktigaste för bra hjärnhälsa är istället fysisk träning. Det vet nog alla som följt min blogg de senaste åtta åren. Men nu vet man att ljus också är viktigt för hjärnhälsan.

I en studie ledd av Nicholas Spitzer, professor i neurovetenskap vid UC San Diego, studerade man vad som händer i hypotalamus hos råttor när de utsätts för ljus. Hypotalamus är en del av hjärnan som har kontakt med ögonen. Råttor är nattaktiva. Till skillnad från oss människor trivs råttor bättre i mörker. Det visade sig att råttor, som befann sig i rum med korta ljusa dagar, producerade ...

Läs fortsättningen på Hjärnfysikbloggen.


tisdag 28 november 2017

Hjärnfysikbloggen: Träna hjärna och kondition samtidigt

Löpning förbättrar minnet och din kognitiva förmåga. Däremot är det oklart om hjärnträning ger samma effekt. Det tycks som att hjärnträning bara leder blir att du blir bättre på det du tränar. Det finns inga bevis för att hjärnan som helhet påverkas av hjärnträning.

Sedan några år vet man att viss sorts hjärnträning som t ex strooptest som utförs i samband med konditionsträning, ökar uthålligheten mycket mer än enbart konditionsträning. Strooptest tränar upp din förmåga att motstå impulsen att säga den färg som står med text. När du springer tränar du upp förmågan att motstå impulsen att ge upp. Det är likartade aktiviteter i hjärnan.

Tidigare studier har visat att löpning skapar nya nervceller i hippocampus, förmodligen för att ge plats för nya minnen som uppstår när du springer genom världen. Hjärnträning ger dock inga nya nervceller. Om du tränar sudoko blir du bättre på det, men det gör dig inte bättre på att komma ihåg var du lade mobilen. Men om du kombinerar fysisk träning med hjärnträning, vad händer då?

Forskare vid McMaster University ville testa den hypotesen. Deras gissning var att hjärnträning och fysisk träning ...

Läs fortsättningen på Hjärnfysikbloggen.


måndag 27 november 2017

Hjärnfysikbloggen: Löpning och underkläder

För omkring 2 miljoner år sedan dök det upp en ny människoart som sedan fick namnet Homo erectus. De överlevde i över 1,5 miljoner år och är därmed den människoart som levt längst. Homo erectus var sannolikt de första löparna. Till skillnad från tidigare primater var de bra på att gå och springa på två ben. Antropologerna tror att de ägnade sig åt uthållighetsjakt. De sprang efter byten i timmar. Eftersom de saknade päls och svettades ymnigt, orkade de längre än deras byten som kollapsade av värmeslag.

Homo erectus satt inte på stolar. Stolar, fåtöljer, kuddar och örngott är nya uppfinningar. De stod upp när de skulle gå ...

Läs fortsättningen på Hjärnfysikbloggen.

torsdag 23 november 2017

Är smart och flexibel samma sak?

Det är ganska lätt att känna igen en smart person. En smart person är flexibel, kvick, har humor och självförtroende. Men kan man se det i deras hjärnor? Finns det någon teori om hjärnan som förklarar hur smarthet uppstår? Nja, det är lite olika. Men enligt en ny teori, som publiceras i tidningen Trends in Cognitive Sciences, kan det vara hjärnans dynamiska egenskaper - hur hjärnan är kopplad och hur kopplingarna skiftar som svar på förändrade krav - som bäst förutsäger huruvida smarthet uppstår i en människohjärna. Det känns intuitivt rätt.

Forskare har länge förstått att hjärnan är uppdelad i olika moduler för specifika förmågor. Dessa moduler är inte statiska, utan förändras dynamisk i förhållande till nya krav efter t ex en hjärnskada.

Hjärnans syncentrum finns till exempel på baksidan av hjärnan. Men för att förstå och bli medveten om vad det är du ser krävs djupgående samarbete med andra delar av hjärnan. Det kräver också begreppsmässig kunskap och andra aspekter av informationsbehandling, som stöds av andra moduler i hjärnan. När antalet moduler ökar blir den typ av information som representeras i hjärnan alltmer abstrakt och generell.

Den prefrontala barken, som finns längst fram på hjärnan, har till exempel expanderat rejält under människans utveckling. Det kan du se om du jämför din välvda panna med en apa. Eftersom denna hjärnmodul stöder flera högre funktioner som planering och organisation, har forskare gissat att intelligensen ligger där någonstans.



Men i verkligheten är det hela hjärnan - den globala arkitekturen och samspelet mellan lägre och högre nivåer - nödvändigt för allmän intelligens, säger Aron Barbey, professor vid Illinois Universitety och huvudförfattare, i ett pressmeddelande.

Hjärnmoduler ger de grundläggande byggstenarna från vilka större "inbyggda anslutningsnät" är konstruerade, säger Barbey vidare. Varje nätverk innehåller flera hjärnstrukturer som aktiveras tillsammans när en person engagerar sig i en kognitiv uppgift.

Nätverk i den främre delen av hjärnan aktiveras när uppmärksamheten är riktad på externa signaler, salience-nätverket är engagerat när uppmärksamhet riktas mot relevanta händelser och ett nätverk som kallas default mode network - en slags bakgrundshjärna - aktiveras när du slutar tänka logiskt på ett problem och uppmärksamheten riktas inåt.

Neurala nätverk består av två typer av kopplingar som tros stödja två typer av informationshantering. Det finns vägar som kodar förkunskaper och erfarenheter, som kallas "kristalliserad intelligens”; Och det finns adaptiva resonemang och problemlösningsförmåga som är ganska flexibla, kallad "flytande intelligens".

Kristalliserad intelligens innebär robusta kontakter, resultatet av flera år av neuraltrafik på breda motorhjärnvägar. Flödande intelligens är mer tillfälliga stigar i snö och kopplingar som bildas när hjärnan tar itu med unika eller ovanliga problem.

I stället för att bilda permanenta hjärnvägar uppdaterar du ständigt dina förkunskaper, och det handlar om att skapa nya kopplingar. Ju lättare hjärnan bildar och förändrar sina kopplingar som svar på nya krav, desto bättre fungerar den.

Allmän intelligens kräver både förmågan att flexibelt nå närliggande, lättillgängliga stater - för att stödja kristalliserad intelligens - men också förmågan att anpassa och nå svårtillgängliga tillstånd - för att stödja flytande intelligens. Intelligens finns inte på ett ställe utan handlar mer om att hoppa mellan olika nätverk

"What my colleagues and I have come to realize is that general intelligence does not originate from a single brain region or network. Emerging neuroscience evidence instead suggests that intelligence reflects the ability to flexibly transition between network states” säger Barbey.

Det var ju det jag misstänkte :)