聪明人思考得更快吗？大脑结构和功能的联系| Nat.Commun.速递

关键词：大脑连接组，大脑网络模型，大脑结构功能联系，同步

论文题目：Learning how network structure shapes decision-making for bio-inspired computing

论文来源：Nature Communications

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38626-y

聪明的人思考得更快吗？反应时间和智力表现之间的强相关性支持这一观点，并在一个多世纪以来，为智力研究提供了基石。

而在这篇近日发表在Nature Communications上的文章中，作者展示了实验数据中的一个重要例外，并提供了基于大脑模拟的解释。智力较高的参与者只有在简单测试中才更快。相反，在被要求在几秒钟内解决困难问题或在没有时间限制的困难测试中，具有较高智力的参与者使用更多时间来获得正确的解决方案。

为了更好地了解脑网络结构如何塑造智能行为，作者开发了一种学习算法，用来为650名人类连接组项目参与者建立个性化的大脑网络模型。结果显示，智力分数较高的参与者需要更多的时间来解决困难的问题，而速度较慢的解决者具有较高的平均功能连接（functional connectivity）。

通过模拟，作者确定了功能连接、智力、处理速度和大脑同步性之间的机理联系，即基于兴奋-抑制平衡，在准确性与速度之间取舍。同步性的降低导致决策回路迅速得出结论，而较高的同步性允许大脑更好地整合证据以及拥有更鲁棒的工作记忆。为确保所获结果的可重复性和普遍性，作者进行了严格的测试。

这篇文章确定了大脑结构和功能之间的联系，使人们能够从非入侵记录中了解连接组的拓扑结构，并将其映射到行为的个体间差异，这在研究和临床应用中都具有广泛的价值。