Inteligența ar putea să nu provină dintr-o singură regiune a creierului, ci din modul în care întregul creier funcționează ca o rețea coordonată.
Neuroștiința modernă descrie adesea creierul ca pe o colecție de sisteme specializate. Funcții precum atenția, percepția, memoria, limbajul și raționamentul au fost fiecare legate de rețele cerebrale specifice, iar oamenii de știință au studiat, de obicei, aceste sisteme separat. Această abordare a produs descoperiri majore. Cu toate acestea, nu a explicat pe deplin o caracteristică centrală a gândirii umane: modul în care toate aceste sisteme separate se reunesc pentru a forma o singură minte unificată.
Cercetătorii de la Universitatea Notre Dame au încercat să abordeze această întrebare. Folosind neuroimagistica avansată, au examinat modul în care creierul este organizat în ansamblu și modul în care această organizare dă naștere inteligenței.
"Neuroștiința a avut un mare succes în a explica ce fac anumite rețele, dar mult mai puțin succes în a explica modul în care o singură minte coerentă apare din interacțiunea lor", a declarat Aron Barbey, profesor de psihologie al familiei Andrew J. McKenna în cadrul Departamentului de Psihologie al Universității Notre Dame.
**Inteligența Generală și Abilitățile Cognitive Conectate**
Psihologii au observat de mult timp că abilitățile precum atenția, memoria, percepția și limbajul tind să fie legate. Persoanele care performează bine într-un domeniu adesea performează bine și în altele. Acest model este cunoscut sub numele de "inteligență generală". Influențează cât de eficient învață, rezolvă problemele și se adaptează indivizii în mediile academice, profesionale, sociale și de sănătate. De mai bine de un secol, acest model a sugerat că cogniția umană este unificată la un nivel profund. Ceea ce le-a lipsit oamenilor de știință este o explicație clară pentru motivul existenței acestei unități.
"Problema inteligenței nu este una de localizare funcțională", a spus Barbey, care conduce, de asemenea, Centrul de Neuroimagistică Umană Notre Dame și Laboratorul de Neuroștiință a Deciziilor. "Cercetarea contemporană întreabă adesea de unde provine inteligența generală în creier - concentrându-se în principal pe o rețea specifică de regiuni din cortexul frontal și parietal. Dar întrebarea mai fundamentală este cum apare inteligența din principiile care guvernează funcția cerebrală globală - modul în care rețelele distribuite comunică și procesează colectiv informațiile."
Pentru a explora această perspectivă mai largă, Barbey și echipa sa, inclusiv autorul principal și studentul absolvent al Universității Notre Dame, Ramsey Wilcox, au testat un cadru cunoscut sub numele de Teoria Neuroștiinței Rețelei. Descoperirile lor au fost publicate în *Nature Communications*.
**Teoria Neuroștiinței Rețelei Explicată**
Potrivit cercetătorilor, inteligența generală nu este o abilitate specifică sau o strategie mentală. În schimb, reflectă un model în care multe abilități cognitive sunt legate pozitiv. Ei propun că acest model provine din cât de eficient sunt structurate rețelele creierului și cât de bine funcționează împreună.
Pentru a evalua această idee, echipa a analizat datele de imagistică cerebrală și de performanță cognitivă de la 831 de adulți din Proiectul Conectomului Uman. De asemenea, au examinat un grup independent de 145 de adulți în Studiul INSIGHT, finanțat de programul SHARP al Activității de Proiecte Avansate de Cercetare în Informații. Prin combinarea măsurilor de structură cerebrală și funcție cerebrală, cercetătorii au creat o imagine detaliată a organizării cerebrale la scară largă.
În loc să lege inteligența de o singură regiune sau funcție a creierului, Teoria Neuroștiinței Rețelei o vede ca pe o proprietate a creierului în ansamblu. Inteligența, în acest cadru, depinde de cât de eficient se coordonează și se reorganizează rețelele pentru a face față diferitelor provocări.
Barbey și Wilcox descriu acest lucru ca pe o schimbare majoră de perspectivă.
"Am găsit dovezi ale coordonării la nivelul întregului sistem în creier, care este atât robustă, cât și adaptabilă", a spus Wilcox. "Această coordonare nu realizează cogniția în sine, dar determină gama de operații cognitive pe care sistemul le poate suporta."
"În cadrul acestui cadru, creierul este modelat ca o rețea al cărei comportament este constrâns de proprietăți globale, cum ar fi eficiența, flexibilitatea și integrarea", a spus Wilcox. "Aceste proprietăți nu sunt legate de sarcini individuale sau rețele cerebrale, ci sunt caracteristici ale sistemului în ansamblu, modelând fiecare operație cognitivă fără a putea fi reduse la oricare dintre ele."
"Odată ce întrebarea se mută de la *unde* se află inteligența la *cum* este organizat sistemul", a menționat Wilcox, "țintele empirice se schimbă."
**Inteligența ca Coordonare a Întregului Creier**
Descoperirile au susținut patru predicții principale ale Teoriei Neuroștiinței Rețelei. În primul rând, inteligența nu se află într-o singură rețea. Ea provine din procesarea distribuită în multe rețele. Creierul trebuie să împartă sarcinile între sisteme specializate și să combine rezultatele lor atunci când este necesar.
În al doilea rând, coordonarea reușită necesită integrare puternică și comunicare la distanță. Barbey a descris "un sistem mare și complex de conexiuni care servesc drept 'scurtături' care leagă regiuni cerebrale îndepărtate și integrează informații între rețele". Aceste conexiuni permit zonelor îndepărtate ale creierului să facă schimb de informații eficient, sprijinind procesarea unificată.
În al treilea rând, integrarea depinde de regiunile de reglementare care ghidează modul în care circulă informațiile. Aceste centre ajută la orchestrarea activității între rețele, selectând sistemele potrivite pentru sarcina respectivă. Indiferent dacă cineva interpretează indicii subtile, învață o nouă abilitate sau decide între o analiză atentă și o intuiție rapidă, aceste zone de reglementare ajută la gestionarea procesului.
În cele din urmă, inteligența generală depinde de echilibrarea specializării locale cu integrarea globală. Creierul funcționează cel mai bine atunci când clusterele locale strâns conectate funcționează eficient, menținând în același timp căi de comunicare scurte către regiunile îndepărtate. Acest echilibru sprijină rezolvarea flexibilă și eficientă a problemelor.
În ambele grupuri studiate, diferențele de inteligență generală s-au potrivit în mod constant cu aceste caracteristici organizaționale la scară largă. Nicio zonă cerebrală singulară sau "rețea de inteligență" tradițională nu a explicat rezultatele.
"Inteligența generală devine vizibilă atunci când cogniția este coordonată", a remarcat Barbey, "când multe procese trebuie să funcționeze împreună sub constrângeri la nivel de sistem."
**Implicații pentru Inteligența Artificială și Dezvoltarea Creierului**
Implicațiile se extind dincolo de înțelegerea inteligenței umane. Concentrându-se pe organizarea cerebrală la scară largă, descoperirile oferă o perspectivă asupra motivului pentru care mintea funcționează ca un sistem unificat în primul rând. Această perspectivă poate explica, de asemenea, de ce inteligența tinde să crească în timpul copilăriei, să scadă odată cu îmbătrânirea și să fie deosebit de vulnerabilă la leziuni cerebrale răspândite. În fiecare situație, ceea ce se schimbă cel mai mult este coordonarea la scară largă, mai degrabă decât funcțiile izolate.
Rezultatele contribuie, de asemenea, la dezbaterile despre inteligența artificială. Dacă inteligența umană depinde de organizarea la nivel de sistem, mai degrabă decât de un singur mecanism universal, atunci construirea unei inteligențe generale artificiale poate necesita mai mult decât simpla scalare a instrumentelor specializate.
"Această cercetare ne poate împinge să ne gândim la modul în care să folosim caracteristicile de design ale creierului uman pentru a motiva progresele în inteligența artificială centrată pe om, inspirată biologic", a spus Barbey. "Multe sisteme AI pot efectua foarte bine sarcini specifice, dar încă se luptă să aplice ceea ce știu în diferite situații."
Barbey a spus. "Inteligența umană este definită de această flexibilitate - și reflectă organizarea unică a creierului uman."
Cercetarea a fost efectuată cu co-autorii Babak Hemmatian și Lav Varshney de la Universitatea Stony Brook.