VL 16 Zentralnervöse Korrelate der Intelligenz

Question 1

Welche möglichen biologischen Grundlagen interindividueller Intelligenzunterschiede
kennen Sie?

Answer 1

Unterschiedliche Ausprägungen in folgenden Punkten können zu interindividuellen
Intelligenz unterschieden führen:

„Hardware“:
* Gehirngröße
- Zahlreiche Studien weisen auf Zusammenhänge zwischen Kopfgröße, bzw. intrakraniellem
Hirnvolumen und Intelligenz hin
* Neuronenanzahl
* Myelinisierung
* Anzahl dendritischer Verzweigungen
* Synapsenanzahl
* Neural Pruning

Software“:
* Nervenleitgeschwindigkeit
* Neuronale Effizienz
* Funktionelle Konnektivität

Question 2

Gehirngröße: The bigger, the better?

Answer 2

Größte bisherige Studie (N=13.608)
* Signifikant positive Korrelation zwischen Hirnvolumen
und IQ (r = 0.19), unabhängig von Alter, Geschlecht
und anderen Faktoren

• Primär graue Substanz ausschlaggebend
• Effekt jedoch gering (ΔR2
  = 2%)
   Potentieller Mechanismus?

Question 3

Erläutern Sie die die Grundannahmen der parieto-frontale Integrationstheorie nach Jung &
Haier

Answer 3

Netzwerk, das sich v.a. aus Teilen des Frontal- und Parietallappens zusammensetzt, als
Grundlage der intelligenten Informationsverarbeitung
- versch. Regionen des Netzwerks verarbeiten zunächst Sinneseindrücke (z.B. gyrus
fusiformis), die dann zusammengeführt und ausgewertet werden
- parietaler Kortex interagiert mit PFC und bildet ein Arbeitsgedächtnisnetzwerk
gilt als empirisch gut untermauert

Question 4

the Bigger the better Geschlechtsunterschiede?

Answer 4

• Männer weisen ein ca. 10.8% größeres Hirnvolumen als Frauen auf (z.B. Herculano-Houzel, 2012), Unterschiede in der
  Intelligenz zwischen den Geschlechtern jedoch eher gering
• Männer und Frauen nutzen Gehirne teils unterschiedlich, um vergleichbare Ergebnisse in Intelligenztests zu
  erzielen (Deary et al., 2010)
• Frauen weisen mehr Verbindungen der weißen Substanz zwischen den Hemisphären und eine komplexere
  kortikale Gyrifizierung auf (Lu

Question 5

Kann man neurale Effizienz trainieren?

Answer 5

Expertisenerwerb geht mit einer erhöhten neuralen Effizienz einher

Question 6

was ist das Big Brain Gene

Answer 6

: ARHGAP11B gen für die Hirngröße das nur der Mensch hat

• Wurde das ARHGAP11B Gen
  künstlich eingebracht, vergrößerte
  sich die Großhirnrinde bei Mäusen
  (oben) und Primaten (re.) und
  begann sich zu falten

Question 7

Können wir unser Hirnvolumen durch Training verändern?

Answer 7

Erfolgreiche Taxifahrer-Trainees, die die TaxiLizenz bekamen, zeigten längsschnittlich
einen Zuwachs an grauer Substanz im
Hippocampus verglichen mit Kontrollprobanden und nicht erfolgreichen Trainees

Question 8

was ist das Corpus Callosum

Answer 8

• Verbindung zwischen den beiden
  Hirnhemisphären
• besteht beim Menschen aus rund 250
  Millionen Nervenfasern
• besonders ausgeprägt bei Einstein im
  Vergleich zu Kontrollpersonen

Question 9

Welchen Beitrag leistet neuronales Pruning zur neuralen Effizienz?

Answer 9

Neuronales Pruning:
· Neuronale Bereinigung des Gehirns
· Eliminierung von überflüssigen synaptischen Verbindungen
Annahme:
- Effektivität des neuronalen Prunings ist essenziell für spätere Intelligenz
- Intelligente Personen: besonders effizientes Pruning, nur notwendige synaptische
Verbindungen bleiben erhalten -> weniger Energieverbrauch, höhere neurale Effizienz
Studie (n=259, Replikation an n= 500) * Höhere Intelligenz ist mit einer geringeren
Dendritendichte in der Großhirnrinde assoziiert -> schlanke, aber effiziente Vernetzung der
Neurone

Question 10

Verarbeitungsgeschwindigkeit (Mental Speed) und Intelligenz

Answer 10

• Signifikante Korrelation zwischen Mental
  Speed (z.B. geringere Reaktionszeiten) und
  Intelligenz in Höhe von r = .24
  (Daten aus 172 Studien, n = 53.542)
   Personen mit höherer Intelligenz
  verarbeiten Aufgaben schneller
   Korrelation zeigt sich insbesondere im
  Hinblick auf fluide Intelligenz

Question 11

Nervenleitgeschwindigkeit und Intelligenz

Brain Nerve Conduction Velocity (BNCV

Answer 11

• Wird mittels EEG aus der Latenz früher visueller evozierter Potentiale (N70 und P100) und der Entfernung
  zwischen Retina und primärem visuellen Kortex geschätzt
• Visuelle evozierte Potentiale (EPs): Veränderungen der Hirnaktivität, die auf visuelle Reize hin entstehen und aus
  der allgemeinen EEG-Aktivität herausgemittelt werden
• Ergebnis: Einige Studien zeigen eine positive Korrelation zwischen BNVC und Intelligenz im Bereich r = .26 (Reed &
  Jensen, 1991, 1992; s. a. Neubauer, 2005)

Schlussfolgerung:
 Hohe Intelligenz wird vermittelt über
höhere Übertragungsgeschwindigkeit
subkortikaler und kortikaler Neuronen
(BNCV)

Question 12

Neurale Effizienz brighter brains consume less energy

Answer 12

Haier et al., 1988: Intelligenz und Glukosemetabolismus
* Methode: PET-Scan während der Bearbeitung von
Ravens Advanced Progressive Matrices (APM)

• Ergebnis: signifikant negative Korrelation zwischen IQ
  und Glukosemetabolismus (r = 0.70)
   intelligente Menschen verbrauchen bei kognitiver
  Beanspruchung weniger Energie als niedrig intelligente
  Personen (weisen geringere kortikale Aktivität auf)