Menu

OVER: © DUNG HOANG

I 1987 dokumenterede politologen James Flynn fra University of Otago i New Zealand et mærkeligt fænomen: en bred intelligensforøgelse i flere menneskelige populationer over tid. På tværs af 14 lande, hvor man havde adgang til årtiers gennemsnitlige IQ-scoringer for store dele af befolkningen, var der i alle lande tale om opadgående udsving – nogle af dem var dramatiske. Børn i Japan steg f.eks. i gennemsnit med 20 point på en test kendt som Wechsler Intelligence Scale for Children mellem 1951 og 1975. I Frankrig klarede den gennemsnitlige 18-årige mand sig 25 point bedre på en ræsonnementstest i 1974 end i 1949.1

Flynn havde i første omgang mistanke om, at tendensen afspejlede fejl i testene. Men i de følgende år støttede flere data og analyser ideen om, at den menneskelige intelligens steg over tid. Blandt de foreslåede forklaringer på fænomenet, der nu er kendt som Flynn-effekten, kan nævnes øget uddannelse, bedre ernæring, større brug af teknologi og mindre blyeksponering, for blot at nævne fire af dem. Tendensen, der begyndte med personer født i 1970’erne, er vendt i nogle vesteuropæiske lande, hvilket har uddybet mysteriet om, hvad der ligger bag de generationsmæssige udsving. Men der er ikke opnået konsensus om den underliggende årsag til disse tendenser.

En grundlæggende udfordring i forståelsen af Flynn-effekten er at definere intelligens. I begyndelsen af det 20. århundrede observerede den engelske psykolog Charles Spearman for første gang, at menneskers gennemsnitlige præstation på en række tilsyneladende uafhængige mentale opgaver – f.eks. at vurdere, om en vægt er tungere end en anden, eller at trykke hurtigt på en knap, efter at et lys er tændt – forudsiger vores gennemsnitlige præstation på et helt andet sæt af opgaver. Spearman foreslog, at et enkelt mål for generel intelligens, g, var ansvarlig for denne lighed.

Videnskabsfolk har foreslået biologiske mekanismer for variationer mellem individers g-niveauer, der spænder fra hjernestørrelse og -tæthed til synkronisering af neurale aktiviteter til den generelle konnektivitet i cortex. Men den præcise fysiologiske oprindelse af g er langt fra afklaret, og en simpel forklaring på forskelle i intelligens mellem individer er stadig ikke til at finde for forskerne. En nylig undersøgelse af 1.475 unge fra hele Europa rapporterede, at intelligens, som målt ved en kognitiv test, var forbundet med en lang række biologiske egenskaber, herunder kendte genetiske markører, epigenetiske ændringer af et gen, der er involveret i dopaminsignalering, tæthed af grå substans i striatum (en vigtig aktør i motorisk kontrol og belønningsreaktion) og striatums aktivering som reaktion på et overraskende belønningscue.2

Forståelsen af menneskelig intelligens er blevet gjort endnu mere udfordrende af de bestræbelser, som nogle inden for og uden for feltet har gjort for at indføre pseudovidenskabelige begreber i blandingen. Undersøgelsen af intelligens er til tider blevet plettet af f.eks. eugenik, “videnskabelig” racisme og sexisme. Så sent som i 2014 blev den tidligere videnskabsskribent Nicholas Wade fra New York Times fyret for det, som kritikere karakteriserede som en fejlfortolkning af genetiske undersøgelser, der antydede, at race kunne korrelere med gennemsnitlige forskelle i intelligens og andre karaktertræk. Bortset fra legitimiteten af sådanne analyser er kategorisering for nutidens intelligensforskere ikke slutmålet.

“Grunden til, at jeg er interesseret i flydende intelligenstests” – som fokuserer på problemløsningsevne frem for indlært viden – “er egentlig ikke, fordi jeg ønsker at vide, hvad der gør, at en person klarer sig bedre end en anden”, siger John Duncan, der er neurovidenskabsmand ved University of Cambridge. “Det er vigtigt for alle, fordi disse funktioner findes i alles hjerner, og det ville være meget rart at vide, hvordan de fungerer.”

I jagten på g

G og de IQ-tests (eller intelligenstests), der har til formål at måle den, har vist sig at være bemærkelsesværdigt holdbare siden Spearmans tid. Adskillige undersøgelser har bakket op om hans konstatering af en målbar korrelation mellem et individs præstationer på forskellige kognitive test. Og g interesserer forskere, fordi dens virkninger rækker langt ud over akademiske og arbejdsmæssige præstationer. Undersøgelse efter undersøgelse viser, at en højere IQ er forbundet med resultater som f.eks. højere indkomst og uddannelsesniveau samt lavere risiko for kroniske sygdomme, handicap og tidlig død.

I tidlige undersøgelser af mennesker med hjerneskader blev frontallapperne anset for at være afgørende for problemløsning. I slutningen af 1980’erne tog Richard Haier fra University of California, Irvine, og kolleger billeder af menneskers hjerner, mens de løste abstrakte ræsonnementspuzzler, hvilket satte gang i specifikke områder i hjernens frontale, parietale og occipitale lober samt kommunikationen mellem dem. Frontallapperne er forbundet med planlægning og opmærksomhed, parietallapperne fortolker sensorisk information, og occipitallappen behandler visuel information – alle evner, der er nyttige i forbindelse med løsning af puslespil. Men mere aktivitet var ikke ensbetydende med større kognitive evner, bemærker Haier. “De personer med de højeste testresultater viste faktisk den laveste hjerneaktivitet, hvilket tyder på, at det ikke var, hvor hårdt din hjerne arbejdede, der gjorde dig klog, men hvor effektivt din hjerne arbejdede.”

I 2007 foreslog Haier og Rex Jung fra University of New Mexico på baggrund af denne og andre neuroimaging-undersøgelser den parieto-frontale integrationsteori og argumenterede for, at de hjerneområder, der er identificeret i Haiers og andres undersøgelser, er centrale for intelligens.3 (Se infografik.) Men Haier og andre forskere har siden fundet ud af, at aktiveringsmønstrene varierer, selv mellem mennesker med samme intelligens, når de udfører de samme mentale opgaver. Det tyder ifølge ham på, at der er forskellige veje, som hjernen kan bruge til at nå det samme slutpunkt.

De personer med de højeste testresultater viste faktisk den laveste hjerneaktivitet, hvilket tyder på, at det ikke var, hvor hårdt din hjerne arbejdede, der gjorde dig klog, men hvor effektivt din hjerne arbejdede.

-Richard Haier, University of California, Irvine

Et andet problem med at lokalisere g’s sæde ved hjælp af hjernebilleder, hævder nogle, er, at vores instrumenter simpelthen stadig er for grove til at give tilfredsstillende svar. Haier’s PET-scanninger i 1980’erne fulgte f.eks. radiomærket glukose gennem hjernen for at få et billede af den metaboliske aktivitet i løbet af et 30-minutters vindue i et organ, hvis celler kommunikerer med hinanden på millisekunder. Moderne fMRI-scanninger er mere præcise i tidsmæssig henseende, men følger blot blodgennemstrømningen i hjernen og ikke den faktiske aktivitet i de enkelte neuroner. “Det svarer til, hvis man forsøger at forstå principperne for menneskelig tale, og det eneste, man kan lytte til, er den støjmængde, der kommer ud af en hel by,” siger Duncan.

Modeller af intelligens

Ud over simpelthen ikke at have skarpe nok værktøjer er nogle forskere begyndt at sætte spørgsmålstegn ved den præmis, at nøglen til intelligens kan ses i hjernens anatomiske træk. “Den dominerende opfattelse af hjernen i det 20. århundrede var, at anatomi er skæbnen”, siger neurofysiologen Earl Miller fra MIT’s Picower Institute for Learning and Memory; men det er blevet klart i løbet af de sidste 10-15 år, at denne opfattelse er for forenklet.

Forskere er begyndt at foreslå alternative egenskaber ved hjernen, der kan ligge til grund for intelligens. Miller har for eksempel fulgt hjernebølgernes adfærd, som opstår, når flere neuroner affyres synkront, for at finde ledetråde om IQ. I en nylig undersøgelse koblede han og kolleger EEG-elektroder til hovedet på aber, der var blevet lært at udløse en streg, hvis de så den samme sekvens af objekter, som de havde set et øjeblik før. Opgaven var afhængig af arbejdshukommelsen, dvs. evnen til at få adgang til og lagre bidder af relevant information, og den forårsagede udbrud af højfrekvente γ- og lavfrekvente β-bølger. Når burstsene ikke blev synkroniseret på de sædvanlige tidspunkter under opgaven, lavede dyrene fejl.4

Parsing Smartness

Det biologiske grundlag for variationer i den menneskelige intelligens er ikke velforstået, men forskning inden for neurovidenskab, psykologi og andre områder er begyndt at give indsigt i, hvad der kan ligge til grund for sådanne forskelle. En velkendt hypotese, der understøttes af beviser fra hjernescanninger og undersøgelser af mennesker med hjerneskader, går ud på, at intelligens er placeret i bestemte klynger af neuroner i hjernen, hvoraf mange er placeret i de præfrontale og parietale cortexe. Hypotesen, der er kendt som den fronto-parietale integration, går ud på, at strukturen af disse områder, deres aktivitet og forbindelserne mellem dem varierer fra person til person og korrelerer med præstationen på kognitive opgaver.

Forskere har også foreslået en lang række andre hypoteser til at forklare individuel variation i den menneskelige intelligens. De mange forskellige foreslåede mekanismer understreger den videnskabelige usikkerhed om, hvordan intelligens opstår. Nedenfor er tre af disse hypoteser, som hver især er understøttet af eksperimentelle beviser og beregningsmodellering:

Miller formoder, at disse bølger “styrer trafikken” i hjernen og sikrer, at neurale signaler når frem til de rette neuroner, når de skal. “Gamma er bottom-up – det transporterer indholdet af det, du tænker på. Og beta er top-down – den bærer de kontrolsignaler, der bestemmer, hvad du tænker på”, siger han. “Hvis din beta ikke er stærk nok til at kontrollere gammaen, får du en hjerne, der ikke kan filtrere distraktioner fra.”

Det overordnede mønster i hjernens kommunikation er en anden kandidat til at forklare intelligens. Tidligere i år foreslog Aron Barbey, der er psykologiforsker ved University of Illinois at Urbana-Champaign, denne idé, som han kalder netværksneurovidenskabsteorien,5 og henviste til undersøgelser, der anvendte teknikker som diffusionstensor-MRI til at spore forbindelserne mellem hjerneområderne. Barbey er langt fra den første, der foreslår, at evnen hos forskellige dele af hjernen til at kommunikere med hinanden er central for intelligens, men den helhjernede karakter af netværksneurovidenskabsteorien står i kontrast til mere etablerede modeller som f.eks. parieto-frontal integrationsteori, der fokuserer på specifikke regioner. “Generel intelligens stammer fra individuelle forskelle i den menneskelige hjernes systemdækkende topologi og dynamik”, siger Barbey til The Scientist.

Generel intelligens stammer fra individuelle forskelle i den menneskelige hjernes systemdækkende topologi og dynamik.

-Aron Barbey, University of Illinois at Urbana-Champaign

Emiliano Santarnecchi fra Harvard University og Simone Rossi fra University of Siena i Italien hævder også, at intelligens er en egenskab ved hele hjernen, men de ser den generelle plasticitet som nøglen til intelligens. Plasticitet, dvs. hjernens evne til at reorganisere sig, kan måles via arten af den hjerneaktivitet, der genereres som reaktion på transkraniel magnetisk eller elektrisk stimulering, siger Santarnecchi. “Der er personer, der genererer et svar, som kun er sammen med de andre knudepunkter i det samme netværk, som vi retter os mod,” siger han, og så er der personer, i hvis hjerne “signalet begynder at sprede sig overalt”. Hans gruppe har fundet ud af, at højere intelligens, som målt ved IQ-tests, svarer til et mere netværksspecifikt respons, hvilket Santarnecchi opstiller en hypotese om, at “det afspejler en slags. . højere effektivitet i mere intelligente hjerner.”

Trods de afslørede antydninger om, hvordan intelligens opstår, finder Santarnecchi sig selv frustreret over, at forskningen ikke har givet mere konkrete svar på det, som han anser for et af neurovidenskabens centrale problemer. For at afhjælpe denne mangel står han nu i spidsen for et konsortium af kognitive neurovidenskabsfolk, ingeniører, evolutionsbiologer og forskere fra andre discipliner, som skal drøfte metoder til at finde frem til det biologiske grundlag for intelligens. Santarnecchi vil gerne se manipulationer af hjernen – f.eks. gennem ikke-invasiv stimulering – for at finde frem til årsagssammenhænge mellem hjerneaktivitet og kognitiv præstation. “Vi ved nu en masse om intelligens”, siger han, “men jeg tror, det er på tide at forsøge at besvare spørgsmålet på en anden måde.”

Sæt g’et i generne

Mens neurovidenskabsfolk undersøger hjernen for at finde ud af, hvordan dens struktur og aktivitet hænger sammen med intelligens, har genetikere nærmet sig intelligens fra en anden vinkel. På baggrund af det, de har fundet indtil videre, anslår psykologiforsker Sophie von Stumm fra London School of Economics, at omkring 25 procent af den individuelle variation i intelligens vil vise sig at kunne forklares af enkeltkernede polymorfismer i genomet.

For at finde gener, der spiller ind på intelligens, har forskere scannet genomet af tusindvis af mennesker. Tidligere i år har økonomen Daniel Benjamin fra University of Southern California og kolleger f.eks. gennemgået data om mere end 1,1 millioner personer af europæisk afstamning og identificeret mere end 1 200 steder i genomet, der er forbundet med uddannelsesniveauet, en almindelig indikator for intelligens.7 Da forsøgspersoner i mange typer medicinske undersøgelser, hvor DNA’et sekventeres, bliver spurgt om deres uddannelsesstatus for at hjælpe med at kontrollere for socioøkonomiske faktorer i senere analyser, er der rigeligt med sådanne data. Og selv om sammenhængen mellem uddannelse og intelligens er ufuldkommen, er “intelligens og skolepræstationer stærkt korreleret og genetisk set meget stærkt korreleret”, siger von Stumm, som for nylig har været medforfatter til en oversigt om intelligensens genetik8 . I alt tegnede de hidtil identificerede gener sig for ca. 11 procent af den individuelle variation i uddannelsesniveau i Benjamins undersøgelse; husstandsindkomst forklarede til sammenligning 7 procent.

Sådanne genome-wide association studies (GWAS) har været begrænsede i det, de afslører om den biologi, der er på spil i intelligens og uddannelsesniveau, da der stadig er meget at lære om de gener, der hidtil er identificeret. Men der har været antydninger, siger Benjamin. For eksempel synes de gener med kendte funktioner, der dukkede op i hans seneste undersøgelse, “at være involveret i stort set alle aspekter af hjernens udvikling og kommunikation mellem neuroner, men ikke i gliaceller”, siger Benjamin. Da gliaceller påvirker, hvor hurtigt neuroner sender signaler til hinanden, tyder dette på, at affyringshastigheden ikke er en faktor i forskelle i uddannelsesniveau.

Andre gener synes at forbinde intelligens med forskellige hjernesygdomme. For eksempel identificerede Danielle Posthuma fra VU University Amsterdam og kolleger i en preprint GWAS, der blev offentliggjort sidste år, sammenhænge mellem kognitive testresultater og varianter, der er negativt korreleret med depression, ADHD og skizofreni, hvilket indikerer en mulig mekanisme for de kendte sammenhænge mellem intelligens og lavere risiko for psykiske lidelser. Forskerne fandt også intelligens-associerede varianter, der er positivt korreleret med autisme.9

Von Stumm er skeptisk over for, at genetiske data vil give nyttige oplysninger på kort sigt om, hvordan intelligens skyldes hjernens struktur eller funktion. Men GWAS kan give indsigt i intelligens på mindre direkte måder. På baggrund af deres resultater udtænkte Benjamin og kolleger en polygen score, der korrelerer med uddannelsesniveauet. Selv om den ikke er stærk nok til at kunne bruges til at forudsige enkeltpersoners evner, siger Benjamin, at scoren bør vise sig nyttig for forskerne, da den gør det muligt for dem at kontrollere genetik i analyser, der har til formål at identificere miljømæssige faktorer, der påvirker intelligens. “Vores forskning vil give bedre svar på spørgsmål om, hvilke former for miljøinterventioner der forbedrer elevernes resultater”, siger han.

Von Stumm har planer om at bruge Benjamins polygeniske score til at finde ud af, hvordan gener og miljø interagerer. “Vi kan for første gang teste direkte,” siger von Stumm, “om børn, der vokser op i fattige familier. . med færre ressourcer, om deres genetiske forskelle er lige så forudsigelige for deres skolepræstationer som børn, der vokser op i rigere familier, som har alle muligheder i verden for at gribe fat i de læringsmuligheder, der passer til deres genetiske forudsætninger.”

Upping IQ

Tanken om at manipulere intelligens er lokkende, og der har ikke været mangel på forsøg på at gøre netop det. En taktik, der engang syntes at være lovende med hensyn til at øge intelligensen, er brugen af hjernetræningsspil. Med øvelse forbedrer spillerne deres præstationer i disse enkle videospil, som er afhængige af færdigheder som hurtig reaktionstid eller kortvarig hukommelse. Men en gennemgang af talrige undersøgelser har ikke vist noget godt bevis for, at sådanne spil styrker de generelle kognitive evner, og hjernetræning af denne art betragtes nu generelt som en skuffelse.
Transkraniel hjernestimulering, som sender milde elektriske eller magnetiske impulser gennem kraniet, har i de seneste årtier vist et vist potentiale for at øge intelligensen. I 2015 fandt neurologen Emiliano Santarnecchi fra Harvard Medical School og kolleger for eksempel i 2015, at forsøgspersoner løste gåder hurtigere med en type transkraniel vekselstrømsstimulering, mens en metaanalyse fra 2015 fandt “betydelige og pålidelige virkninger” af en anden type elektrisk stimulering, transkraniel jævnstrømsstimulering (Curr Biol, 23:1449-53).
Mens magnetisk stimulering har givet lignende lokkende resultater, har undersøgelser af både elektrisk og magnetisk stimulering også rejst tvivl om effektiviteten af disse teknikker, og selv forskere, der mener, at de kan forbedre den kognitive præstation, indrømmer, at vi er langt fra at bruge dem klinisk.

Se “Noninvasive Brain Stimulation Modulates Memory Networks”

En dokumenteret måde, som forskerne kender til at øge intelligensen på, er god gammeldags uddannelse. I en metaanalyse, der blev offentliggjort tidligere i år, har et hold ledet af den daværende neuropsykolog Stuart Ritchie fra University of Edinburgh (nu ved King’s College London) sorteret forvirrende faktorer fra data rapporteret i flere undersøgelser og fundet ud af, at skolegang – uanset alder eller uddannelsesniveau – i gennemsnit øger IQ med et til fem point om året (Psychol Sci, 29:1358-69). Forskere, herunder Adele Diamond, der er udviklingsorienteret kognitiv neurovidenskabsmand fra University of British Columbia, arbejder på at forstå, hvilke elementer af uddannelse der er mest gavnlige for hjernen.
“Intelligens forudsiger en lang række vigtige ting”, såsom uddannelsesniveau, karrieresucces og fysisk og psykisk sundhed, skriver Ritchie i en e-mail til The Scientist, “så det ville være ekstremt nyttigt, hvis vi havde pålidelige måder at øge den på.”

Tænker om tænkning

Det er ikke kun intelligensens biologi, der stadig er en sort boks; forskerne forsøger stadig at pakke sig ind i selve begrebet. Faktisk er idéen om, at g repræsenterer en unik egenskab ved hjernen, blevet udfordret. Mens g’s anvendelighed og forudsigelseskraft som indeks er bredt accepteret, ser fortalere for alternative modeller det som et gennemsnit eller en opsummering af kognitive evner, ikke en årsag.

Sidste år offentliggjorde neuroforsker Rogier Kievit og kolleger fra University of Cambridge en undersøgelse, der tyder på, at IQ er et indeks for den kollektive styrke af mere specialiserede kognitive færdigheder, der forstærker hinanden. Resultaterne var baseret på testresultater for ordforråd og visuelt ræsonnement for hundredvis af indbyggere i Storbritannien i slutningen af teenageårene og begyndelsen af 20’erne og fra de samme personer omkring halvandet år senere. Med data om de samme personer på to tidspunkter kunne forskerne ifølge Kievit undersøge, om præstationerne på én kognitiv færdighed, f.eks. ordforråd eller ræsonnement, kunne forudsige hastigheden af forbedringerne på et andet område. Ved hjælp af algoritmer til at forudsige, hvilke ændringer der skulle have fundet sted under forskellige intelligensmodeller, konkluderede forskerne, at den bedste tilpasning var mutualisme, dvs. ideen om, at forskellige kognitive evner støtter hinanden i positive feedback-loops.10

I 2016 fremførte Andrew Conway fra Claremont Graduate University i Californien og Kristóf Kovács, nu fra Eötvös Loránd University i Ungarn, et andet argument for, at flere kognitive processer er involveret i intelligens.11 I deres model spiller applikationsspecifikke neurale netværk – f.eks. dem, der er nødvendige for at lave simpel matematik eller navigere i et miljø – og overordnede, generelle eksekutive processer på højt niveau, som f.eks. at opdele et problem i en række små, håndterbare blokke, hver især en rolle i at hjælpe en person med at udføre kognitive opgaver. Det er den kendsgerning, at en række forskellige opgaver benytter sig af de samme eksekutive processer, der forklarer, hvorfor personers præstationer på forskellige opgaver korrelerer, og det er den gennemsnitlige styrke af disse overordnede processer og ikke en enkeltstående evne, der måles ved g, hævder forskerne. Neurovidenskabsfolk vil måske gøre større fremskridt i forståelsen af intelligens ved at kigge efter de funktioner i hjernen, der udfører bestemte eksekutive processer, snarere end efter sædet for en enkelt g-faktor, siger Kovács.

Da forskerne kæmper med det uløselige fænomen intelligens, opstår der et filosofisk spørgsmål: Er vores art klog nok til at forstå grundlaget for vores egen intelligens? Mens de, der arbejder på området, generelt er enige om, at videnskaben har lang vej igen for at finde ud af, hvordan vi tænker, udtrykker de fleste forsigtig optimisme om, at de kommende årtier vil give stor indsigt.

“Vi ser nu udviklingen, ikke kun med hensyn til kortlægning af hjerneforbindelser hos mennesker … vi er også begyndt at se synapse-kortlægning,” siger Haier. “Det vil bringe vores forståelse af de grundlæggende biologiske mekanismer for ting som f.eks. intelligens … op på et helt nyt niveau.”

1. J. Flynn, “Massive IQ-vækster i 14 nationer: What IQ tests really measure,” Psychol Bull, 101:171-91, 1987.
2. J.A. Kaminski et al., “Epigenetic variance in dopamine D2 receptor: En markør for IQ-formidlelighed?” Transl Psychiat, 8:169, 2018.
4. R.E. Jung, R.J. Haier, “The parieto-frontal integration theory (P-FIT) of intelligence: Converging neuroimaging evidence,” Behav Brain Sci, 30:135-87, 2007.
5. M. Lundqvist et al., “Gamma- og beta-udbrud under arbejdshukommelsesudlæsning tyder på roller i dens volitive kontrol,” Nat Comm, 9:394, 2018.
6. A.K. Barbey, “Network neuroscience theory of human intelligence,” Trends Cogn Sci, 22:8-20, 2018.
7. E. Santarnecchi, S. Rossi, “Advances in the neuroscience of intelligence: From brain connectivity to brain perturbation,” Span J Psychol, 19:E94, 2016.
8. J.J. Lee et al., “Gene discovery and polygenic prediction from a genome-wide association study of educational attainment in 1.1 million individuals,” Nat Genet, 50:1112-21, 2018.
9. R. Plomin, S. von Stumm, “The new genetics of intelligence,” Nat Rev Genet, 19:148-59, 2018.
10. J.E. Savage et al., “Genome-wide association meta-analysis in 269,867 individuals identifies new genetic and functional links to intelligence,” Nat Genet, 50:912-19, 2018.
11. R.A. Kievit et al, “Mutualistic coupling between vocabulary and reasoning supports cognitive development during late adolescence and early adulthood,” Psychol Sci, 28:1419-31, 2017.
12. K. Kovács, A.R.A. Conway, “Process overlap theory: A unified account of the general factor of intelligence,” Psychol Inq, 27:151-177, 2016.