האם ארגון רשת המוח קשור לרמת האינטליגנציה שלנו? מחקר חדש חושף תובנות מפתיעות

מה הופך אדם למבריק? האם זה גודל המוח, מספר הנוירונים, או משהו עמוק ומורכב יותר? במשך שנים, מדענים ניסו לפצח את סוד האינטליגנציה האנושית. מחקר חדש ומסקרן, שפורסם בכתב העת כתב העת Scientific Reports מקבוצת Nature, מציע זווית חדשה ומרתקת: ייתכן שהמפתח לא טמון ב"חלקים" של המוח עצמו, אלא באופן שבו הם מחוברים ומאורגנים כרשת אחת גדולה.

רוב המחקרים הקודמים התמקדו במאפיינים סטטיים של המוח, כמו נפח אזורים מסוימים או עובי קליפת המוח. המחקר הנוכחי עושה צעד קדימה ומתמקד בטופולוגיה של רשת הקישוריות התפקודית במוח. חשבו על זה כמו על מפה של כבישים המחברים בין ערים שונות. לא רק גודל הערים חשוב, אלא גם איך הכבישים מסודרים, כמה צמתים מרכזיים יש, ומה מידת היעילות של התנועה ביניהם.

החוקרים ביקשו לבדוק האם המאפיינים הארגוניים של רשת התקשורת במוח בזמן מנוחה - כלומר, כאשר אנחנו לא מבצעים משימה ספציפית - יכולים להסביר חלק מהשונות ברמת האינטליגנציה של האדם. כדי לעשות זאת, החוקרים השתמשו בנתונים ממאגר המידע העצום "פרויקט הקונקטום האנושי" (Human Connectome Project). הם ניתחו סריקות דימות תהודה מגנטית תפקודי (fMRI) של למעלה מ-400 נבדקים בריאים, שמדדו את הפעילות המוחית ואת הקישוריות בין אזורים שונים במוח בזמן מנוחה.

הם התמקדו במספר מדדים טופולוגיים מרכזיים של הרשת המוחית:

יעילות גלובלית: עד כמה מידע יכול לעבור במהירות וביעילות בין כל שני אזורים במוח. רשת יעילה גלובלית מאפשרת אינטגרציה מהירה של מידע מכל חלקי המוח.

יעילות מקומית: עד כמה קבוצות של אזורים מחוברים היטב בינם לבין עצמם. יעילות מקומית גבוהה מצביעה על עיבוד מידע מודולרי ויעיל בתוך קבוצות מקומיות.

מרכזיות: עד כמה אזור מסוים במוח משמש כ"צומת" חשוב ברשת, עם מספר גדול של קשרים לאזורים אחרים. אזורים מרכזיים יכולים להשפיע באופן משמעותי על זרימת המידע ברשת כולה.

לאחר מכן, החוקרים השתמשו במודלים סטטיסטיים כדי לבדוק את הקשר בין מדדים טופולוגיים אלה לבין ציוני האינטליגנציה של הנבדקים, כפי שנמדדו במבחנים סטנדרטיים.

התוצאות הראו קשר מובהק סטטיסטית אך מתון בעוצמתו, יעילות גלובלית גבוהה יותר של רשת המוח הייתה קשורה באופן משמעותי לציוני אינטליגנציה גבוהים יותר, במיוחד במבחנים של אינטליגנציה פלואידית (היכולת לפתור בעיות חדשות). זה מצביע על כך שמוח שמסוגל להעביר מידע במהירות וביעילות בין כל חלקיו הוא בעל יכולת חשיבה גמישה ומהירה יותר.

גם יעילות מקומית גבוהה יותר נמצאה קשורה לאינטליגנציה, אם כי הקשר היה מעט פחות חזק מהיעילות הגלובלית. זה מרמז על כך שעיבוד מידע יעיל בתוך קבוצות מקומיות של אזורים מוחיים תורם גם הוא ליכולות קוגניטיביות גבוהות.

באשר למרכזיות, החוקרים זיהו מספר אזורים ספציפיים במוח, בעיקר בקליפת המוח הקדם-מצחית ובאזורים פריאטליים, אשר שימשו כמרכזים חשובים ברשת, ומרכזיות גבוהה יותר באזורים אלה הייתה קשורה לאינטליגנציה גבוהה יותר. אזורים אלה ידועים כמעורבים בתפקודי חשיבה גבוהים.

מחקר זה מספק תובנות חשובות על הבסיס הנוירולוגי של האינטליגנציה. הוא מדגיש כי לא רק "מה" נמצא במוח חשוב, אלא גם "איך" זה מאורגן ומחובר. רשת מוחית יעילה, עם יכולת אינטגרציה גלובלית טובה ועיבוד מקומי יעיל, ככל הנראה תומכת ביכולות קוגניטיביות גבוהות יותר. ממצאים אלה יכולים לפתוח כיוונים חדשים למחקר בתחומים שונים:

הבנת הבדלים אינדיבידואליים: מדוע אנשים שונים זה מזה ברמת האינטליגנציה? ייתכן שההבדלים טמונים במאפיינים הטופולוגיים של רשתות המוח שלהם.

התפתחות המוח: כיצד רשת המוח משתנה ומתפתחת במהלך הילדות וההתבגרות, וכיצד שינויים אלה משפיעים על התפתחות האינטליגנציה?

הפרעות נוירולוגיות: האם שינויים בטופולוגיה של רשת המוח יכולים לשמש כסמן ביולוגי למצבים כמו אוטיזם, סכיזופרניה או אלצהיימר, שלעיתים קרובות מלווים בפגיעה בתפקודים קוגניטיביים?

חשוב להדגיש כי המחקר אינו טוען שאינטליגנציה “נקבעת” על ידי מבנה רשת המוח, אלא מצביע על קשר סטטיסטי בין מאפיינים רשתיים מסוימים לבין ביצועים קוגניטיביים. גורמים רבים נוספים - גנטיים, סביבתיים, חינוכיים וחברתיים - משפיעים על אינטליגנציה, והקשר שנמצא מסביר רק חלק מהשונות בין אנשים. לסיכום, המחקר החדש הזה מצביע על כך שהארכיטקטורה של רשת התקשורת במוח, ולא רק גודלם או פעילותם של אזורים ספציפיים, היא גורם מפתח בהבנת האינטליגנציה האנושית. זהו צעד חשוב נוסף בניסיוננו להבין את אחת התכונות המורכבות והמרתקות ביותר של עצמנו.

המחקר: Benchmarking methods for mapping functional connectivity in the brain