孩子“有什么样的头脑”更聪明？

功 能磁 共振 成 像 (fMR1)结 果 明 ：智 力水 平 与儿 童及 青 少年 时期 的 大脑 皮层 发 育相 关 ，而 皮层 发 育 的不 同轨迹 主要表 现 在前 额 叶皮 质 中 。智 力高 的孩 子 拥有 弹 性较 好 的大脑 皮 层 ，皮 质 变厚 有一 个最 初 的加 速 和延 长阶 段 ，在 青 少 年 早期 也 有一 个剧 烈 的皮 层 变薄 的过程 。 圜 米 雪 孩子“有什么样的头脑’’更聪明? 一 个孩子 ，如果善于阅读、写作与算术，那么在其它 方面往往也较出色 ，而且长大后 同样会擅长要求智力较 高的各种活动 。但要确定与这种个体一般智力特征在神 经解剖学上的相关特点却十分困难 ，尤其 因为研究对象 一 一 儿童和青少年一一 的大脑处于迅速发育之中。萧博 士 (P．Shaw)及其同事通过 “纵贯研究”(1ongitudinal design)发现 ，大脑皮层厚度变化的轨迹 (而不是皮层厚 度本身 )与智力水平最为相关。这项研究的发表在 3 月 30日的 自然 上 [1】。 智 力与大脑总容量之 间究竟有多大的相关性 ?研究 表 明，心理测量方法所测定的智力与结构神经成像所显 示的大脑总容量之 间的正相关水平并不高 (r=O．3)。智 力与大脑特定区域 (儿童的 “前扣带皮质”，青少年的 “眶 额皮质”和 “前额叶内侧皮质”，成年人的 “前额叶外侧 皮质”)之间的联系随发育的不同阶段而变化。过去的研 究大多由横截面数据 (cross-sectional data)来推断发 育过程 ，其 中充满了方法上的复杂性。只有一项纵贯研究 将大脑皮层的发展与认知变化相联系 ，显示 了儿童在掌 握更多口语能 力时某些特定的大脑区域会变得更薄 ；但 这项研究的样本规模太小 (n=45)、年龄范围太窄 (5～ ll岁)、且只考虑到线性的皮质变化，而实际上大脑的发 育情况要更为复杂 。 不同于以往的研究，萧博士小组对307名典型的、处 在从儿童到成人的发育时期 (大致在6～19岁)的研究对 象进行实验 。在预先进行了智商测验 (韦克斯勒智力量 表)之后 ，研究人员了受试者整个大脑各个区域的皮 层厚度一一正常大脑发育的一个敏感指标 。他们推断儿 童的大脑皮层发 育轨迹主要 表现 为前额叶皮质的变化 。 而前额叶皮质与智 力之间具有结构上与功能上的相关性， 反映着智力活动的成熟程度。 研究人员又对所有受试者的智力与大脑皮层厚度之 间的皮尔森系数做出评估 ，结果发现在大部分额叶 、顶叶 和枕叶皮质中呈现轻微的正相关 ，而在 前颞叶皮质中呈 轻微的负相关。(见 a图)然而 ，将受试者按年龄分为不 70·2006 ·5月号 ·科技中国 n∞ _ -0．∞ ◇ 总体样本 ◆ @ 一 国 国 国 儿童早期 儿童后期 青少年早期 青少年后期 图：走脑皮层厚度与智力的相关性，a图，307名受试者总体上i微弱的正相 关 相关系数在0i0．1 z同 (绿色 黄色) 除7在前霸叶皮殖中i轻微的 相关．相关系数在0i—o．i之阈 I蓝色，紫色) b图，走脑皮层厚度与智力在 不同年龄妞中的相关性变化 茬儿童早期呈员相关，蕾艺明蔫分商与较葶的度 层有关，尤其体现茬额叶与罱叶度质中 这种关联茬儿量后期完全转变，大 脑皮层的走部分区域都与智商it相关，图 来源：《自然》440卷7084期， 同的组 别，研究人员观察到显著的与年龄相关的变化 。在 儿童早期 ，智力与大脑皮层厚度呈明显的负相关；而到了 儿童后期，呈高度的正相关 ；但在青少年组和成年早期 组 ，正相关又有所减小 (见 b图)。 为了探究这种关联 ，研究人 员将样本依据智商分为 三组一一特优 ，优，平均一一开展进一步的跟踪调查。在 儿童时期，智商特优组的大脑皮层相对较薄 ，之后明显变 厚 ，到 ll岁达到最高点，继而再变薄 ；而平均智商组表 现 出皮 层厚度平稳变薄 ，或者在微弱地变厚 (到 7～8岁 达到最高点)之后开始平稳变薄。这三组在总体上都表现 出皮层变薄的趋势 ，但开始时 间和变薄速率不 同一一平 均智力组始于儿童早期，变薄速率很慢；优组始于儿童后 期 ，速率较慢；智力特优组始于青少年时期，速率较快 。 这项研究所采用的纵贯性结构磁共振成像技术提供 了一种适当的方法来描述大脑皮层厚度的变化轨迹 ，演 示 了孩子的智力在神经解剖学上的 “动态”过程。所以 ， “有头脑的”孩子并不仅仅是凭借在某一个年龄时拥有更 多或更少 “脑子”而显得更聪 明，而是与大脑皮层发育成 熟的这种动态性质密切相关。一 【I]P Shaw et a1．Natm 440，676(30March 2006) 维普资讯 http://www.cqvip.com