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ABOVE: © DUNG HOANG

Em 1987, o cientista político James Flynn da Universidade de Otago, na Nova Zelândia, documentou um fenómeno curioso: amplos ganhos de inteligência em múltiplas populações humanas ao longo do tempo. Em 14 países, onde se encontravam disponíveis dezenas de anos de QI médios de grandes faixas da população, todos tinham oscilações ascendentes – algumas delas dramáticas. As crianças no Japão, por exemplo, ganharam uma média de 20 pontos num teste conhecido como a Escala de Inteligência Wechsler para Crianças entre 1951 e 1975. Na França, o homem médio de 18 anos de idade realizou 25 pontos melhor num teste de raciocínio em 1974 do que o seu homólogo de 1949.1

Flynn suspeitou inicialmente que a tendência reflectia testes defeituosos. No entanto, nos anos seguintes, mais dados e análises apoiaram a ideia de que a inteligência humana estava a aumentar ao longo do tempo. As explicações propostas para o fenômeno, agora conhecido como efeito Flynn, incluem o aumento da educação, melhor nutrição, maior uso da tecnologia e redução da exposição ao chumbo, para citar apenas quatro. Começando com pessoas nascidas nos anos 70, a tendência se inverteu em alguns países da Europa Ocidental, aprofundando o mistério do que está por trás das flutuações geracionais. Mas nenhum consenso surgiu sobre a causa subjacente a estas tendências.

Um desafio fundamental na compreensão do efeito Flynn é definir inteligência. No início do século 20, o psicólogo inglês Charles Spearman observou pela primeira vez que o desempenho médio das pessoas em uma variedade de tarefas mentais aparentemente não relacionadas – julgando se um peso é mais pesado que outro, por exemplo, ou apertando um botão rapidamente depois que uma luz acende – prevê nosso desempenho médio em um conjunto de tarefas completamente diferente. Spearman propôs que uma única medida de inteligência geral, g, fosse responsável por essa uniformidade.

Os cientistas propuseram mecanismos biológicos para variações entre os níveis g dos indivíduos, desde o tamanho e densidade do cérebro até a sincronia da atividade neural até a conectividade geral dentro do córtex. Mas a origem fisiológica precisa do g está longe de ser estabelecida, e uma simples explicação para as diferenças de inteligência entre os indivíduos continua a iludir os pesquisadores. Um estudo recente com 1.475 adolescentes em toda a Europa relatou que a inteligência, medida por um teste cognitivo, estava associada a uma panóplia de características biológicas, incluindo marcadores genéticos conhecidos, modificações epigenéticas de um gene envolvido na sinalização de dopamina, densidade de matéria cinzenta no estriato (um dos principais atores no controle motor e na resposta de recompensa), e a ativação do estriato em resposta a um surpreendente sinal de recompensa.2

O entendimento da inteligência humana tem sido ainda mais desafiado pelos esforços de alguns dentro e fora do campo para introduzir conceitos pseudocientíficos na mistura. O estudo da inteligência tem sido às vezes manchado pela eugenia, racismo “científico” e sexismo, por exemplo. Ainda em 2014, o ex-escritor científico do New York Times, Nicholas Wade, atraiu fogo para o que os críticos caracterizaram como uma má interpretação dos estudos genéticos para sugerir que a raça poderia se correlacionar com as diferenças médias em inteligência e outros traços. A legitimidade de tais análises à parte, para os pesquisadores de inteligência de hoje, a categorização não é o objetivo final.

“A razão pela qual estou interessado em testes de inteligência fluida” – que se referem à capacidade de resolução de problemas em vez de conhecimento aprendido – “não é realmente porque eu quero saber o que faz uma pessoa fazer melhor do que outra”, diz o neurocientista John Duncan da Universidade de Cambridge. “É importante para todos porque essas funções estão na mente de todos, e seria muito bom saber como elas funcionam”

Em busca de g

G, e os testes de QI (ou quociente de inteligência) que visam medi-lo, têm se mostrado notavelmente duráveis desde o tempo de Spearman. Vários estudos têm apoiado a sua descoberta de uma correlação mensurável entre o desempenho de um indivíduo em testes cognitivos díspares. E o g interessa aos pesquisadores porque seus efeitos vão muito além do desempenho acadêmico e profissional. Em estudo após estudo, um QI mais elevado está ligado a resultados como maior rendimento e nível de educação, bem como a menores riscos de doença crónica, incapacidade e morte precoce.

Estudos iniciais de pessoas com lesões cerebrais posicionaram os lobos frontais como vitais para a resolução de problemas. No final dos anos 80, Richard Haier da Universidade da Califórnia, Irvine, e colegas imitaram os cérebros das pessoas enquanto resolviam quebra-cabeças de raciocínio abstrato, que reavivavam áreas específicas nos lobos frontal, parietal e occipital do cérebro, assim como a comunicação entre eles. Os lobos frontais estão associados com planejamento e atenção; os lobos parietais interpretam informações sensoriais; e o lóbulo occipital processa informações visuais – todas as habilidades úteis na resolução de quebra-cabeças. Mas mais atividade não significou maior proeza cognitiva, observa Haier. “As pessoas com as maiores pontuações no teste realmente mostraram a menor atividade cerebral, sugerindo que não foi o quão duro seu cérebro estava trabalhando que fez você inteligente, mas o quão eficientemente seu cérebro estava trabalhando”

Em 2007, baseado neste e em outros estudos de neuroimagem, Haier e o Rex Jung da Universidade do Novo México propuseram a teoria da integração parieto-frontal, argumentando que as áreas cerebrais identificadas nos estudos de Haier e de outros são centrais para a inteligência.3 (Veja infográfico.) Mas Haier e outros pesquisadores descobriram desde então que os padrões de ativação variam, mesmo entre pessoas de inteligência similar, quando executam as mesmas tarefas mentais. Isto sugere, ele diz, que existem caminhos diferentes que o cérebro pode usar para alcançar o mesmo ponto final.

As pessoas com as maiores pontuações nos testes realmente mostraram a menor atividade cerebral, sugerindo que não foi o quanto seu cérebro estava trabalhando que o fez inteligente, mas o quanto seu cérebro estava trabalhando eficientemente.

-Richard Haier, Universidade da Califórnia, Irvine

Outro problema com a localização do assento do g via imagem do cérebro, alguns argumentam, é que nossos instrumentos ainda são simplesmente muito grosseiros para produzir respostas satisfatórias. Os exames PET de Haier nos anos 80, por exemplo, rastrearam a glicose radiolabelada através do cérebro para obter uma imagem da atividade metabólica durante uma janela de 30 minutos em um órgão cujas células se comunicam umas com as outras na ordem de milissegundos. E a fMRI moderna, embora mais precisa temporariamente, apenas rastreia o fluxo sanguíneo através do cérebro, não a atividade real dos neurônios individuais. “É como se você estivesse tentando entender os princípios da fala humana e tudo o que você poderia ouvir é o volume de ruído que sai de uma cidade inteira”, diz Duncan.

Modelos de inteligência

Além de simplesmente não ter ferramentas suficientes, alguns pesquisadores estão começando a questionar a premissa de que a chave para a inteligência pode ser vista nas características anatômicas do cérebro. “A visão dominante do cérebro no século XX era a anatomia é o destino”, diz o neurofisiologista Earl Miller, do MIT Picower Institute for Learning and Memory; mas nos últimos dez a quinze anos tornou-se claro que esta visão é demasiado simplista.

Os investigadores começaram a propor propriedades alternativas do cérebro que podem estar na base da inteligência. Miller, por exemplo, tem acompanhado o comportamento das ondas cerebrais, que surgem quando múltiplos neurónios disparam em sincronia, para obter pistas sobre o QI. Em um estudo recente, ele e colegas ligaram eletrodos de EEG às cabeças de macacos que haviam sido ensinados a soltar uma barra se vissem a mesma seqüência de objetos que haviam visto um momento antes. A tarefa dependia da memória de trabalho, da capacidade de acessar e armazenar bits de informações relevantes e causou explosões de alta frequência γ e ondas de baixa frequência β. Quando as rajadas não estavam sincronizadas nos pontos habituais durante a tarefa, os animais cometeram erros.4

Parsing Smartness

A base biológica para variações na inteligência humana não é bem compreendida, mas a pesquisa em neurociência, psicologia e outros campos começou a produzir insights sobre o que pode estar subjacente a tais diferenças. Uma hipótese bem conhecida, apoiada por evidências de varreduras cerebrais e estudos de pessoas com lesões cerebrais, propõe que a inteligência está assentada em grupos particulares de neurônios no cérebro, muitos deles localizados nos corticais prefrontal e parietal. Conhecida como integração fronto-parietal, a hipótese sustenta que a estrutura dessas áreas, sua atividade e as conexões entre elas variam entre os indivíduos e se correlacionam com o desempenho em tarefas cognitivas.

Os pesquisadores também propuseram uma série de outras hipóteses para explicar a variação individual da inteligência humana. A variedade de mecanismos propostos sublinha a incerteza científica sobre como a inteligência surge. Abaixo estão três dessas hipóteses, cada uma apoiada por evidências experimentais e modelagem computacional:

Miller suspeita que estas ondas “dirigem o tráfego” no cérebro, assegurando que os sinais neurais chegam aos neurónios apropriados quando é necessário. “A gama é de baixo para cima – transporta o conteúdo daquilo em que estás a pensar. E o beta é de cima para baixo – ele carrega os sinais de controle que determinam o que você pensa”, diz ele. “Se o seu beta não é forte o suficiente para controlar a gama, você recebe um cérebro que não consegue filtrar as distrações”

O padrão geral das comunicações cerebrais é outro candidato para explicar a inteligência. No início deste ano, Aron Barbey, um pesquisador de psicologia da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, propôs esta idéia, que ele chama de teoria neurocientífica em rede,5 citando estudos que usaram técnicas como a ressonância magnética tensora de difusão para traçar as conexões entre as regiões cerebrais. Barbey está longe de ser o primeiro a sugerir que a capacidade de diferentes partes do cérebro de se comunicar entre si é central para a inteligência, mas a natureza de todo o cérebro da teoria das neurociências em rede contrasta com modelos mais estabelecidos, como a teoria da integração parieto-frontal, que focalizam regiões específicas. “A inteligência geral tem origem em diferenças individuais na topologia e dinâmica do cérebro humano”, diz Barbey ao The Scientist.

A inteligência geral tem origem em diferenças individuais na topologia e dinâmica do cérebro humano em todo o sistema.

-Aron Barbey, Universidade de Illinois em Urbana-Champaign

Emiliano Santarnecchi da Universidade de Harvard e Simone Rossi da Universidade de Siena na Itália também argumentam que a inteligência é uma propriedade de todo o cérebro, mas eles vêem a plasticidade geral como a chave para a inteligência inteligente. A plasticidade, a capacidade do cérebro de se reorganizar, pode ser medida através da natureza da atividade cerebral gerada em resposta à estimulação magnética ou elétrica transcraniana, diz Santarnecchi. “Há indivíduos que geram uma resposta que está apenas com os outros nós da mesma rede que alvejamos”, diz ele. E depois há pessoas em cujos cérebros “o sinal começa a se propagar por toda parte”. Seu grupo descobriu que a inteligência superior, medida pelos testes de QI, corresponde a uma resposta mais específica da rede, o que Santarnecchi coloca a hipótese de que “reflete algum tipo de resposta”. . maior eficiência em cérebros mais inteligentes”

Apesar das pistas descobertas sobre como a inteligência surge, Santarnecchi se vê frustrado que a pesquisa não tenha dado respostas mais concretas sobre o que ele considera um dos problemas centrais da neurociência. Para resolver essa falha, ele agora lidera um consórcio de neurocientistas cognitivos, engenheiros, biólogos evolutivos e pesquisadores de outras disciplinas para discutir abordagens para se chegar à base biológica da inteligência. Santarnecchi gostaria de ver manipulações do cérebro – através de estimulação não-invasiva, por exemplo – para chegar a relações causais entre a atividade cerebral e o desempenho cognitivo. “Sabemos muito agora sobre inteligência”, diz ele, “mas acho que é hora de tentar responder à pergunta de uma maneira diferente”.”

Pôr o g nos genes

As neurocientistas interrogam o cérebro para saber como sua estrutura e atividade se relacionam com a inteligência, os geneticistas têm abordado a inteligência de um ângulo diferente. Baseado no que eles encontraram até agora, a pesquisadora de psicologia Sophie von Stumm da London School of Economics estima que cerca de 25% da variação individual na inteligência será explicada por polimorfismos de nucleotídeos únicos no genoma.

Para encontrar genes em jogo na inteligência, os pesquisadores já escanearam os genomas de milhares de pessoas. No início deste ano, por exemplo, o economista Daniel Benjamin, da Universidade do Sul da Califórnia, e seus colegas, reuniram dados sobre mais de 1,1 milhão de indivíduos de ascendência européia e identificaram mais de 1.200 locais no genoma associados ao desempenho educacional, um proxy comum para a inteligência.7 Como os indivíduos de muitos tipos de estudos médicos nos quais o DNA é sequenciado são questionados sobre seu status educacional para ajudar a controlar fatores socioeconômicos em análises posteriores, tais dados são abundantes. E enquanto a correlação entre educação e inteligência é imperfeita, “a inteligência e o desempenho escolar são altamente correlacionados e geneticamente muito correlacionados”, diz von Stumm, que recentemente foi co-autor de uma revisão sobre a genética da inteligência.8 Ao todo, os genes identificados até agora foram responsáveis por cerca de 11% da variação individual no nível de educação no estudo de Benjamin; a renda familiar, por comparação, explicou 7%.

Os estudos de associação de todo o genoma (GWAS) têm sido limitados no que revelam sobre a biologia no trabalho em inteligência e no nível de educação, pois ainda há muito a ser aprendido sobre os genes até agora identificados. Mas tem havido pistas, diz Benjamin. Por exemplo, os genes com funções conhecidas que apareceram em seu estudo recente “parecem estar envolvidos em praticamente todos os aspectos do desenvolvimento cerebral e da comunicação neurônio-neurônio, mas não células gliais”, diz Benjamin. Como as células gliais afetam a rapidez com que os neurônios transmitem sinais uns aos outros, isto sugere que a velocidade de disparo não é um fator nas diferenças de desempenho educacional.

Outros genes parecem ligar a inteligência a várias doenças cerebrais. Por exemplo, em uma pré-impressão GWAS publicada no ano passado, Danielle Posthuma da Universidade VU de Amsterdã e colegas identificaram associações entre resultados de testes cognitivos e variantes que estão negativamente correlacionadas com depressão, TDAH e esquizofrenia, indicando um possível mecanismo para correlações conhecidas entre inteligência e menor risco de distúrbios mentais. Os pesquisadores também encontraram variantes associadas à inteligência que estão positivamente correlacionadas com o autismo.9

Von Stumm é cético quanto ao fato de que os dados genéticos produzirão informações úteis no curto prazo sobre como a inteligência resulta da estrutura ou função do cérebro. Mas o GWAS pode produzir insights sobre a inteligência de maneiras menos diretas. Baseado em seus resultados, Benjamin e colegas desenvolveram uma pontuação poligênica que se correlaciona com o nível de educação. Embora não seja forte o suficiente para ser usado para prever as capacidades dos indivíduos, Benjamin diz que o escore deve ser útil para os pesquisadores, pois lhes permite controlar para a genética em análises que visam identificar fatores ambientais que influenciam a inteligência. “Nossa pesquisa permitirá respostas melhores às perguntas sobre que tipos de intervenções ambientais melhoram os resultados dos estudantes”, diz ele.

Von Stumm planeja usar a pontuação poligênica de Benjamin para separar como os genes e o ambiente interagem. “Podemos testar diretamente pela primeira vez”, diz von Stumm, “se as crianças que crescem em famílias empobrecidas”. . com menos recursos, se suas diferenças genéticas forem tão preditivas de seu desempenho escolar quanto as crianças que crescem em famílias mais ricas, que têm todas as possibilidades no mundo para agarrar oportunidades de aprendizagem que se adaptem às suas predisposições genéticas””

Acima do QI

A idéia de manipular a inteligência é sedutora, e não faltaram esforços para fazer exatamente isso”. Uma tática que uma vez pareceu conter alguma promessa de aumentar a inteligência é o uso de jogos de treinamento do cérebro. Com a prática, os jogadores melhoram seu desempenho nestes jogos de vídeo simples, que dependem de habilidades como o tempo de reação rápida ou memorização a curto prazo. Mas revisões de numerosos estudos não encontraram boas evidências de que tais jogos reforcem as capacidades cognitivas gerais, e o treino cerebral deste tipo é agora geralmente considerado uma desilusão.
A estimulação cerebral cerebral transcraniana, que envia impulsos eléctricos ou magnéticos suaves através do crânio, mostrou algum potencial nas últimas décadas para melhorar a inteligência. Em 2015, por exemplo, o neurologista Emiliano Santarnecchi da Faculdade de Medicina de Harvard e seus colegas descobriram que os sujeitos resolveram enigmas mais rapidamente com um tipo de estimulação transcraniana de corrente alternada, enquanto uma meta-análise de 2015 encontrou “efeitos significativos e confiáveis” de outro tipo de estimulação elétrica, a estimulação transcraniana de corrente contínua (Curr Biol, 23:1449-53).
Embora a estimulação magnética tenha produzido resultados igualmente aliciantes, estudos de estimulação elétrica e magnética também levantaram dúvidas sobre a eficácia dessas técnicas, e mesmo pesquisadores que acreditam que podem melhorar o desempenho cognitivo admitem que estamos muito longe de usá-las clinicamente.

Veja “Noninvasive Brain Stimulation Modulate Memory Networks”

Uma maneira comprovada que os pesquisadores sabem para aumentar a inteligência é a boa e antiquada educação. Numa meta-análise publicada no início deste ano, uma equipa liderada pelo então neuropsicólogo da Universidade de Edimburgo Stuart Ritchie (agora no King’s College de Londres) penerou factores de confusão a partir de dados reportados em múltiplos estudos e descobriu que a escola – independentemente da idade ou nível de educação – aumenta o QI em média de um a cinco pontos por ano (Psychol Sci, 29:1358-69). Pesquisadores, incluindo a neurocientista de desenvolvimento cognitivo da Universidade de British Columbia Adele Diamond, estão trabalhando para entender quais elementos da educação são mais benéficos para os cérebros.
“A inteligência é preditiva de toda uma série de coisas importantes”, tais como o desempenho educacional, sucesso na carreira e saúde física e mental, Ritchie escreve em um e-mail para The Scientist, “então seria extremamente útil se tivéssemos maneiras confiáveis de levantá-la”

Pensando em pensar

Não é apenas a biologia da inteligência que permanece uma caixa preta; os pesquisadores ainda estão tentando envolver suas mentes em torno do próprio conceito. De facto, a ideia de que g representa uma propriedade singular do cérebro tem sido desafiada. Enquanto a utilidade e o poder preditivo do g como índice é amplamente aceite, os proponentes de modelos alternativos vêem-no como uma média ou soma de capacidades cognitivas, não como uma causa.

No ano passado, o neurocientista Rogier Kievit da Universidade de Cambridge e colegas publicaram um estudo que sugere que o QI é um índice da força colectiva de capacidades cognitivas mais especializadas que se reforçam umas às outras. Os resultados foram baseados em resultados de testes de vocabulário e raciocínio visual para centenas de residentes no Reino Unido no final da adolescência e início dos 20 anos, e dos mesmos assuntos cerca de um ano e meio depois. Com dados sobre as mesmas pessoas em dois momentos, diz Kievit, os pesquisadores puderam examinar se o desempenho em uma habilidade cognitiva, como vocabulário ou raciocínio, poderia prever a taxa de melhoria em outro domínio. Usando algoritmos para prever que mudanças deveriam ter ocorrido sob vários modelos de inteligência, os pesquisadores concluíram que o melhor ajuste era o mutualismo, a idéia de que diferentes habilidades cognitivas suportam-se mutuamente em loops de feedback positivo.10

Em 2016, Andrew Conway da Universidade de Graduação Claremont na Califórnia e Kristóf Kovács, agora da Universidade Eötvös Loránd na Hungria, fizeram um argumento diferente para o envolvimento de múltiplos processos cognitivos em inteligência.11 Em seu modelo, redes neurais específicas de aplicação – aquelas necessárias para fazer contas simples ou navegar em um ambiente, por exemplo – e processos executivos de alto nível e de propósito geral, como a divisão de um problema em uma série de pequenos blocos gerenciáveis, cada um desempenha um papel em ajudar uma pessoa a completar tarefas cognitivas. É o fato de que uma variedade de tarefas se encaixa nos mesmos processos executivos que explica porque o desempenho dos indivíduos em tarefas díspares se correlaciona, e é a força média desses processos de ordem superior, não uma habilidade singular, que é medida por g, argumentam os pesquisadores. Os neurocientistas podem fazer mais progressos na compreensão da inteligência ao procurar as características do cérebro que realizam processos executivos particulares, ao invés de se sentarem num único factor g, diz Kovács.

Quando os investigadores se debatem com o fenómeno intratável da inteligência, surge uma questão filosófica: A nossa espécie é suficientemente inteligente para compreender a base da nossa própria inteligência? Enquanto aqueles no campo geralmente concordam que a ciência tem um longo caminho a percorrer para fazer sentido de como pensamos, a maioria expressa um otimismo cauteloso de que as próximas décadas produzirão grandes insights.

“Nós vemos agora o desenvolvimento, não apenas do mapeamento das conexões cerebrais em seres humanos … nós também estamos começando a ver o mapeamento sináptico”, diz Haier. “Isto levará nossa compreensão dos mecanismos biológicos básicos de coisas como inteligência . . . para um nível totalmente novo”.

1. J. Flynn, “O QI maciço ganha em 14 nações: O que os testes de QI realmente medem,” Psychol Bull, 101:171-91, 1987.
2. J.A. Kaminski et al., “Variação epigenética no receptor de dopamina D2: Um marcador de maleabilidade de QI?” Transl Psychiat, 8:169, 2018.
3. R.E. Jung, R.J. Haier, “A teoria da integração parieto-frontal (P-FIT) da inteligência”: Converging neuroimaging evidence”, Behav Brain Sci, 30:135-87, 2007.
4. M. Lundqvist et al., “As explosões gama e beta durante a leitura da memória de trabalho sugerem papéis em seu controle volitivo”, Nat Comm, 9:394, 2018.
5. A.K. Barbey, “Network neuroscience theory of human intelligence”, Trends Cogn Sci, 22:8-20, 2018.
6. E. Santarnecchi, S. Rossi, “Advances in the neuroscience of intelligence”: From brain connectivity to brain perturbation”, Span J Psychol, 19:E94, 2016.
7. 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.
8. R. Plomin, S. von Stumm, “A nova genética da inteligência”, Nat Rev Genet, 19:148-59, 2018.
9. J.E. Savage et al., “Metanálise da associação genômica em 269.867 indivíduos identifica novas ligações genéticas e funcionais com a inteligência”, Nat Genet, 50:912-19, 2018.
10. R.A. Kievit et al, “Acoplamento mutualista entre vocabulário e raciocínio apoia o desenvolvimento cognitivo durante o final da adolescência e o início da idade adulta”, Psychol Sci, 28:1419-31, 2017.
11. K. Kovács, A.R.A. Conway, “Teoria da sobreposição de processos”: Um relato unificado do factor geral da inteligência”, Psychol Inq, 27:151-177, 2016.