Neuronální podklady osobnosti a inteligence


Neuronal basis of personality and intelligence.

The advent of functional neuroimaging methods has given us a unique opportunity to analyze brain correlation to personality and intelligence. Personality characteristics describe distinctive and recurrent patterns of thoughts, feelings, and actions that occur in response to particular situational demands. Modern functional neuroimaging methods map the specific human brain regions associated with some dimensions of personality, e.g. extraversion and neuroticism. A short review of functional and structural neuroimaging paradigms reports brain-intelligence correlation too.

Key words:
brain, personality, intelligence.


Autoři: F. Koukolík
Působiště autorů: Oddělení patologie a molekulární medicíny ;  Národní referenční laboratoř prionových chorob ;  Fakultní Thomayerova nemocnice s poliklinikou, Praha ;  Primář: MUDr. František Koukolík, DrSc.
Vyšlo v časopise: Prakt. Lék. 2009; 89(4): 188-193
Kategorie: Postgraduální vzdělávání

Souhrn

Funkční i strukturální zobrazovací metody umožňují zkoumat vztah neuronálních systémů mozku a inteligence, podobně jako jejich vztah k osobnosti, zaměřený zejména na rozměry extraverze a neuroticismus. Článek je stručným přehledem současného poznání.

Klíčová slova:
mozek, neuronální systémy, osobnost, inteligence.

Kdyby někdo z neurovědců počátkem 80-tých let minulého století prohlásil, že je možné popsat neuronální podklady inteligence a osobnosti, pravděpodobně by ho málokdo bral vážně. Od té doby se však objevila řada funkčních a strukturálních metod, které to umožňují. Příkladem je magnetická rezonance včetně své funkční podoby, pozitronová emisní tomograře, magnetická rezonanční spektroskopie, zobrazování difuzního tenzoru dovolující sledovat v mozku topografii bílé hmoty včetně podrobností zapojení jednotlivých oblastí i nejmodernější morfometrické metody, jakou je například morfometrie voxel od voxelu (voxel-by voxel).

Poselství statě, kterou začínáte číst, je prosté: ve zjednodušené laboratorní podobě se hledání neuronálních korelátů osobnosti a inteligence daří. Podkladem obou těchto základních podob lidství je činnost neuronálních sítí velkého rozsahu, které lze definovat. Dobře jsou popsány extraverze a neuroticismus, dva z pěti rozměrů modelu osobnosti, který uveřejnili Costa a Mc Crae (3), a vyhledávání nového, jakož i závislosti na odměně, což jsou dva ze sedmi rozměrů osobnosti Clonignerovy skupiny (4, 5).

Hledání neuronálních korelátů inteligence jen do jisté míry vyřešilo otázku povahy inteligence táhnoucí se od počátku minulého století – je inteligence jediná veličina, nebo existuje větší počet odlišných inteligencí?

Osobnost

V současnosti pravděpodobně nejrozšířenější model osobnosti je pětifaktorový (3).

Pět faktorů modelu jsou:

  • neuroticismus, neboli negativní emocionalita, jehož míra určuje osobnosti náchylnější k psychologickému stresu,
  • extraverze, což je množství a intenzita energie směřující z osobnosti do sociálního světa,
  • otevřenost vůči zkušenosti, která odpovídá aktivnímu vyhledávání a vyhodnocování zkušeností pro ně samotné;
  • přívětivost, což je spektrum interakcí s druhými lidmi, které má na jedné straně soucit, na straně druhé tvrdohlavost,
  • svědomitost, což je stupeň organizace, vytrvalosti, kontroly a motivace v cíleném chování

Anglická mnemotechnická pomůcka pro pětifaktorový model je OCEAN:

Openness, Consciousness, Extraversion, Agreeableness, Neuroticism.

Každý faktor je kontinuum se dvěma okraji. Jestliže je kupříkladu na jednom okraji rozměru plně vyvinutá extraverze, je na opačném plně vyvinutá introverze, opakem neuroticismu je emoční stabilita.

Vztah mozku a osobnosti se zkoumá nejčastěji v rozměru extraverze a neuroticismu. Extraverze – introverze popisuje sociální rozměry osobnosti. Extraverti vyhledávají sociální kontakty, introverti se jim vyhýbají, bývají spíše rezervovaní, sociálně málo obratní. Extraverzi charakterisuje vnímavost vůči pozitivním a slastným podnětům z prostředí. Lidé s vysokým skórem extraverze jsou vnímaví vůči sociální odměně.

Neuroticismus charakterizuje vnímavost vůči negativním a trestajícím podnětům z prostředí. Lidé s vyšším skóre neuroticismu hodnotí nové situace jako potenciálně ohrožující víc než lidé, jejichž skore neuroticismu je nízké.

Experiment, jenž využil PET, doložil vyšší míru krevního průtoku v laterální prefrontální kůře u introvertů, zatímco průtok mediální prefrontální kůrou včetně g. cinguli byl vyšší u extravertů. Novější studie, které užily fMR, doložily, že se odpověď prefrontální kůry a amygdaly u extravertů a introvertů odlišuje (23).

S mírou extraverze pozitivně korelovala aktivita zevní i vnitřní prefrontální kůry, včetně g. cinguli, jakož i aktivita amygdaly úměrně pozitivním podnětům. Míra neuroticismu pozitivně korelovala aktivitu prefrontální kůry úměrně negativním podnětům.

Wright et al. (23) testovali vztah extraverze a neuroticismu ke struktuře prefrontální kůry u 28 zdravých lidí, 17 žen a 11 mužů. Všem změřili tloušťku mozkové kůry, u 20 z nich změřili objem amygdaly. Výsledky porovnali se skóre extraverze a neuroticismu novou verzí pětifaktorového inventáře (3). Inverzní vztah byl zjištěn mezi skóre extraverze a tloušťkou kůry pravého dolního čelního laloku, přibližně v oblasti BA45 (obr. 1), blízko hranice významnosti byla tento vztah zjištěn i pro BA9 pravého středního čelního laloku. Další inverzní vztah byl zjištěn mezi mírou extraverze a tloušťkou kůry pravého g. fusiformis.

Brodmanova mapa cytoarchitektonických polí kůry lidského mozku, zevní plocha levé mozkové hemisféry, vnitřní plocha pravé mozkové hemisféry. Mapa je užitečná fikce, jednotlivá pole jsou u různých lidí plošně i objemově odlišná, jejich hranice jsou s výjimkou primárních senzorických polí méně ostré.
Obr. 1. Brodmanova mapa cytoarchitektonických polí kůry lidského mozku, zevní plocha levé mozkové hemisféry, vnitřní plocha pravé mozkové hemisféry. Mapa je užitečná fikce, jednotlivá pole jsou u různých lidí plošně i objemově odlišná, jejich hranice jsou s výjimkou primárních senzorických polí méně ostré.

Pro neuroticismus byl zjištěn inverzní vztah mezi jeho mírou a tloušťkou kůry přední části levé orbitální kůry, BA 10/11, v jiných oblastech mozku tento vztah zjištěn nebyl. Mezi skóre extraverze, neuroticismu a objemem amygdaly tato studie vztah nezjistila, podobně jako jej nezjistila mezi objemem amygdaly a skóre otevřenosti, přátelskosti a svědomitosti.

Vyšetření 20 zdravých mladých mužů porovnávající skóre neuroticismu a extraverze s klidovým metabolickým obrazem radioaktivně značené glukózy v PET doložilo negativní korelaci skóre neuroticismu s mírou metabolismu radioaktivně značené glukózy v prefrontální kůře včetně její mediální plochy. Skóre extraverze pozitivně korelovalo metabolický obrat glukózy v pravém putamen. Dvěma základním rozměrům osobnosti tedy odpovídá míra klidového metabolismu specifických oblastí mozku (16 ).

Deckersbach et al. (7) udělal stejný experiment s 20 zdravými ženami, rovněž byla užita PET a radioaktivně značená glukóza. Negativní korelace byla zjištěna mezi skóre neuroticismu a utilizací glukózy v insulární kůře. Mezi skóre extraverze a utilizací glukózy v orbitofrontální kůře byla zjištěna korelace pozitivní. Signifikantní korelace mezi skóre obou rozměrů a utilizací glukózy nebyla zjištěna v předních částech g. cinguli, amygdale a ventrálním striatu.

Individuální rozdíly temperamentového rozměru osobnosti, který Cloningerova skupina (4,5) nazvala vyhledávání nového (novelty seeking), charakterizuje uspořádání systémě subkortikální sítě, jejímiž těžišti jsou hipokampus a amygdala. Uspořádání těchto traktů mezi prefrontální kůrou a striatem předpovídá individuální rozdíly v rozdílu dalšího temperamentového rozměru tohoto sedmirozměrového modelu – závislosti na odměně (6).

Sedmirozměrový model lidské osobnosti nazývaný psychobiologický, protože je to jeden z prvních modelů, jenž uvedl do vztahu psychologické vlastnosti osobnosti s biologickými vlastnostmi mozku, nejprve popisuje čtyři rozměry osobnosti, které jsou různými druhy automatických odpovědí na podněty. Předpokládá, že druhy těchto automatických odpovědí jsou podmíněny z valné části dědičně.

Čtyři „rozměry“ osobnosti, jejichž podkladem jsou dědičně podmíněné, automatické, „podvědomé“, nebo také „předpojmové“ odpovědi, byly nazvány temperamentem.

Prvním rozměrem temperamentu je vyhledávání nového (novelty seeking). Dědičnost určí výběr podnětů, které dokáží jedince přimět ke zkoumání okolí, vyhledávání nových situací, impulzivnímu rozhodování nebo rychlým proměnám nálady.

Druhým rozměrem temperamentu je sklon vyhýbat se poškození (harm avoidance). Opět dědičnost vybere podněty, na jejichž základě jedinec některé druhy svého chování tlumí, začne se obávat budoucnosti nebo lidí, které nezná, nebo podněty, které rychle unavují.

Třetím rozměrem temperamentu je závislost na odměně (reward dependence). Dědičnost určí jaké podněty nás přimějí, abychom v nějakém druhu chování pokračovali. Projevuje se například způsobem, jímž tvoříme sociální vazby nebo mírou závislosti na souhlasu druhých lidí s naším chováním.

Čtvrtým rozměrem temperamentu je vytrvalost (persistence). Je daná mírou vytrvalosti, s níž vzdorujeme únavě nebo tomu, že se činnost nedaří.

Rozsáhlá studie dvojčat ukázala, že dědičnost odpovídá za variabilitu čtyř temperamentových rozměrů v rozsahu mezi 50 – 65 %, přičemž tyto rozměry jsou vzájemně nezávislé. Rozdíly mezi nimi se projevují už u velmi malých dětí, a do jisté míry předpovídají chování v průběhu dospívání i dospělosti.

Další tři rozměry lidské osobnosti nazval sedmirozměrový model charakterem.

Jestliže byly temperamentové rozměry spíše dílem dědičnosti, pak jsou charakterové rozměry spíše výsledkem učení, tedy kulturních vlivů. Lidé totiž proměňují vjemy a obsahy paměti na abstraktní symboly – pojmy. Lidská odpověď na podnět rozsáhle závisí na jeho pojmovém významu. Naše automatické, „podvědomé“ nebo „předvědomé“ odpovědi spouštějící, udržující nebo tlumící nějaký druh chování jsou sice dány vrozenými temperamentovými vlastnostmi, nicméně je v každé chvíli výrazně ovlivňují pojmové významy podnětů.

Charakterové rozměry odpovídají tomu, do jaké míry se člověk cítí autonomním jedincem, tedy sám sebou, do jaké míry se cítí být součástí lidské společnosti a do jaké míry se cítí být součástí celistvosti, vesmíru, celku, v němž je nějakým zpěsobem vše provázáno se vším.

Třemi rozměry charakteru jsou

  • sebezaměření,
  • ochota spolupracovat, a 
  • přesah.

Sebezaměření (self-directedness)

odpovídá schopnosti řídit a přizpůsobovat chování situačním proměnám tak, jak to odpovídá individuálně voleným cílům a hodnotám. Do značné míry odpovídá tomu, čemu se hovorově říká „síla vůle“. Sebezaměření se vyvíjí. Různé stupně sebezaměření jsou patrné již u dětí. Lidé s vysokým stupněm sebezaměření berou odpovědnost za svá rozhodnutí a činy na sebe, nepřesouvají je na lidi a okolnosti.

Jejich život je naplňováním cílů, které mají tvořivý smysl. Mívají rozumnou míru sebedůvěry a umí řešit problémy. Dokážou brát sebe samé takové, jací jsou, mají rozumnou míru sebeúcty. Mají sklon lidem kolem sebe spíš důvěřovat, než vycházet z předpokladu, že je apriorní nedůvěra bezpečnější.

Život je pro ně spíše naplňováním nějakého smyslu než uspokojováním bezprostředních potřeb a vyhýbání se střetům. Ve jménu dlouhodobých cílů dokáží uspokojení bezprostřední potřeby odložit.

Důležité je vědět, že nízká úroveň sebezaměření (neboli malá síla vůle) je společným jmenovatelem všech druhů poruch osobnosti.

Lidé s nízkou úrovní sebezaměření se často cítí jako oběť okolností, říkají, že jejich postoje převážně určují síly, které jsou mimo ně. Mají dojem, že jejich život nemá příliš velký smysl a žádný cíl, i pocit, že většina lidí je plodnějších, než jsou sami. Přejí si, aby byli hezčí a mocnější, než jsou lidé kolem nich. Jsou přesvědčeni, že mnohé z jejich vrozených vlastností jim znemožňují dosáhnout vyšší cíle, že sami „za nic nemohou.“

Ochota (nebo schopnost) spolupracovat (cooperativeness)

se objevuje u lidí společensky snášenlivých, vybavených značnou mírou soucitu i vciťování, respektujících práva i odlišnosti lidí jiných. Střety a problémy se snaží řešit způsobem, při němž obě strany něco získají. Domnívají se v souladu s židovsko-křestanskými a budhistickými mravními představami, že se zákony, které považují za přirozené, nedají porušit bez zlých následků pro jedince, společnost i přírodu.

O těchto lidech se říká, že mají čisté srdce, na rozdíl od lidí vyhledávajících za každou cenu osobní výhody. Spolupracující lidé nebývají pomstychtiví. Podobně jako v případě předchozího charakterového rozměru doprovází všechny druhy poruch osobnosti i nízká úroveň ochoty spolupracovat.

Sebe-přesah (self-transcendence)

je posledním charakterovým rozměrem. Sebe-přesah je chápán jako vědomí jednoty s celým bytím. Jedinec prožívá sám sebe jako část kosmického vývoje. Mluví se o přijetí, pocitu sjednocení nebo duchovní jednoty s přírodou a jejím zdrojem. Schopnost sebe-přesahu se stupňovitě vyvíjí podobně jako předchozí charakterové rozměry. Objevuje se u vysokého podílu normálních lidí ze všech sociálních vrstev, nejen u světců a mystiků. Lidé s vysokým sebe-přesahem často sdělují, že to, co právě dělají, je dokáže natolik pohltit, že se na chvíli cítí mimo čas a prostor. Dívají-li se na docela obyčejné věci, stane se, že mají pocit určitého zázraku, jakoby jev viděli poprvé, dětskýma očima. Prožívají chvíle radosti, v nichž mají náhlý pocit jednoty se vším, co je. Cítí se spjati se vším v přírodě, vše se jím zdá být jediným živým organismem. Někdy mluví o svém „šestém smyslu“, s nímž odhadují věci, které se teprve stanou. Mají dojem duchovní jednoty s jinými lidmi, nedovedou ji vyjádřit slovy. Jindy mají pocit, že jejich život je veden duchovní silou větší, než je cokoli lidského (4).

Blankstein et al. (1) ověřovali hypotézu, podle které jsou neuroticismus a extraverze výrazem rozdílů ve vyzrávání frontolimbických systémě u adolescentních chlapců a dívek.

U dívek byla zjištěna záporná korelace mezi objemem šedé hmoty mediálního frontálního závitu a mírou extraverze. Naproti tomu pozitivní korelace byla zjištěna mezi mírou neuroticismu a objemem šedé hmoty přední části gyrus cinguli.

U chlapců byly zjištěny opačné vztahy.

Vztah mezi extraverzí a neuronální odpovědí je ovlivňován pozorností a emocemi.

Hutcherson et al. (14) v tomto směru vyšetřovali skupinu 28 žen. Podnětem byly filmové sekvence nabuzující buď pocit smutku, nebo pobavení. Polovina účastnic byla vyzvána aby sledovala sekvence zcela přirozeně, úkolem druhé poloviny bylo trvalé sledování vlastních emocí.

Aktivita mozku účastnic byla měřena fMR. V rozporu s předpokladem aktivita striata korelovala záporně s extraverzí v průběhu zábavné sekvence, a to bez ohledu na míru pozornosti. Záporný vztah byl zjištěn rovněž u smutných filmových sekvencí, ale jen tehdy, když účastnice věnovaly svým emocím pozornost. Z toho plyne, že pozornost neovlivňuje vztah mezi neuronální odpovědí a extraverzí v případě pozitivních podnětů, ovlivňuje ji však v případě podnětů negativních.

Extraverze a neuroticismus odpovídají objemu amygdaly

Individuální rozdíly objemu mozku a jednotlivých oblastí šedé hmoty ve vztahu k neuroticismu a extraverzi vyšetřovala studie 41 mužů provedená MR (19). Pozitivní korelace byla zjištěna mezi mírou extraverze a koncentrací šedé hmoty v levé amygdale, zatímco mezi mírou neuroticismu a koncentrací šedé hmoty byla zjištěna pozitivní korelace v pravé amygdale.

Vyšší skóre neuroticismu je rizikový faktor pro vznik deprese. Z toho plynou rozporné výsledky těch strukturální studií, korelujících objem amygdaly šedé hmoty mozku a depresi, které nevzaly v úvahu typ osobnosti. Nižší objem pravé amygdaly pravděpodobně předchází vznik deprese u lidí s vysokým skorem neuroticismu.

Neuroticismus a psychopatické rysy osobnosti odpovídají neuronálním korelátěm emoční odpovědi

Neuronální koreláty neuroticismu a psychopatických rysů osobnosti ve vztahu k emoční regulaci zkoumal Harenski et al. (13). Emočně nepříjemné obrázky zvyšují aktivitu amygdal úměrně míře neuroticismu, snižují ji úměrně psychopatickým rysům, které mají vztah k nízké emoční reaktivitě. V průběhu aktivních pokusů o tlumení emoční odpovědi na nepříjemné obrázky odpovídala mírně psychopatickým rysům osobnosti aktivita přední zevní prefrontální kůry, zatímco míře neuroticismu v průběhu potlačování emoční odpovědi odpovídala aktivita dorsolaterální prefrontální korové aktivity.

U lidí s psychopatickými rysy byla zjištěna negativní korelace mezi aktivitou mediální prefrontální kůry v průběhu odpovědi na obrázky ukazující narušení morálních hodnot. To opět svědčí pro po sníženou míru citové odpovědi na morální podněty u lidí s psychopatickými rysy osobnosti.

Inteligence

Inteligence je pojem odvozený z latinského intellegere což znamená rozumět, chápat, vyvozovat, usuzovat. Pravděpodobně nejjednodušší definice inteligence říkají, že inteligence je

  • schopnost zvládnout kognitivní komplexitu (12),
  • cílené adaptivní chování (21).

Definice, k níž dospěla skupina 52 badatelů v r. 1994, říká, že inteligence je

velmi obecná duševní schopnost, která mezi jinými zahrnuje schopnost uvažovat, plánovat, řešit problémy, abstraktně myslet, chápat složité myšlenky, rychle se učit a učit se ze zkušenosti. Inteligence nejsou jen zvládnuté učebnice, úzké školní dovednosti a skvělé výsledky v testech. Je spíše reflexí širší a hlubší schopnosti chápat své prostředí, „vyhmátnout smysl“ jevů, „vědět co právě dělat“, „chytit se“ (12).

Inteligenci popisují dvě myšlenkové školy:

  • jedna, tradující se od Galtonových dob, považuje inteligenci za jednotný jev,
  • druhá, jejímž představitelem je Gardner (11), má za to, že existuje větší počet různých druhů inteligence.

Psychometrický přístup k inteligenci užívá několik typů testů, nejrozšířenější jsou Stanford-Binetův, Ravenovy progresivní matice, Wechslerova stupnice inteligence užívaná pro dospělé lidi a Kaufmanova baterie užívaná pro děti.

Tradice říká, že tyto testy měří „faktor obecné inteligence“, Spearmanovo g, odvozený jako hlavní faktor při faktorové analýze výsledků měření. Faktor obecné inteligence se často považuje za vrchol hierarchicky organizovaných dalších poznávacích schopností. Někdy je považován za dvojici, gF a gC, první je faktorem dynamické (orig. fluid), druhý je faktorem „krystalizované“ inteligence.

Výsledky testů inteligenčního kvocientu dobře předpovídají sociální zařazení: lidé s nízkým inteligenčním kvocientem (IQ) bývají častěji bez práce, závislí na sociální podpoře, nebo ve vězení, než lidí s vysokým IQ.

Je značně pravděpodobné, že Spearmanovo g postihuje jen jeden aspekt inteligence, aniž by z toho nutně plynulo, že jde o jeden aspekt jednotného jevu, nebo jeden aspekt většího počtu jevů.

Colom et al. (2) vyšetřoval vztah Spearmanova faktoru a struktury mozku strukturální magnetickou rezonancí. Zjistil, že individuální rozdíly objemu šedé hmoty v různých místech mozku korelují s výsledky osmi typů testů poznávacích funkcí. Vyšší skóre odpovídala vyššímu objemu šedé hmoty celého mozku. Skóre verbální a neverbální inteligence pozitivně korelovalo s objemem šedé hmoty všech čtyř mozkových laloků, což svědčí proti vazbě g faktoru jen na čelní laloky.

Gardner (11) rozložil inteligenci do osmi složek:

  • logické,
  • lingvistické,
  • prostorové,
  • hudební,
  • kinestetické,
  • přírodovědecké,
  • interpersonální.

To jsou lidé schopní mimořádného ponoru do vlastního nitra, a interpersonální, což bývají nadají psychologové a psychoterapeuti. Běžné testy IQ postihují jen první dvě složky.

Sternbergova trojrozměrová teorie inteligence (21, 22) rozlišuje analytickou, tvořivou a praktickou složku, testování IQ postihuje jen tu první.

Testování Spearmanovy a Thomsonovy teorie

Odlišnou hypotézu než je domněnka předložená Spearmanem roku 1904, vyslovil v roce 1916 Thomson, podle něhož obecná pozitivní korelace mezi výsledky testů kognitivních funkcí existuje proto, že jakékoli dvě úlohy sdílejí alespoň některé společné složky. Řešení kognitivního úkolu tedy záleží na velké množině různých funkcí, které zpracovávají informace (9).

Duncan et al. (10) testoval obě hypotézy s využitím PET. Vyšetřované zdravé lidi zatížil prostorovými, slovními a percepčně motorickými testy s vysokým a nízkým g faktorem. V případě platnosti Spearmanovy hypotézy by se měla aktivovat spíše jedna vymezená oblast mozku, v případě platnosti Thomsonovy hypotézy by se měl aktivoval větší počet korových oblastí odpovídajících druhu zátěže. Takto zadaný experiment aktivoval při všech třech typech úloh porovnávajících velkou a nízkou zátěž inteligence laterální frontální kůru buď jedné, nebo obou hemisfér, jiné korové oblasti neaktivoval. Z toho plyne, že se aktivace laterální frontální kůry jedné nebo obou hemisfér podílí na řešení široké množiny úloh různého typu, což odpovídá Spearmanově hypotéze.

Polemický nesouhlas s interpretací výsledků experimentu vyjádřil Sternberg (22), jenž při té příležitosti zopakoval principy své triarchické teorie inteligence.

Neuroanatomické koreláty inteligence

Rané pokusy o popis vztahu mozku a inteligence měřily obvod, výšku, šířku a délku mozkovny, pozdější studie měřily vztah inteligence k objemu a váze mozku. Došly k závěru, že větší objem mozku koreluje větší intelektuální schopnosti, nicméně korelace závisely na typu vyšetřované inteligence, pohlaví a lateralizace.

Nejnovější studie užívají MR (přehled 17).

Většina současných studií korelujících vztah celkového objemu mozku měřeného magnetickou rezonancí a inteligence dospívá v závěrech ke korelaci r 0,3–0,4 (rozmezí 0,0–0,6).

Korelace objemu jednotlivých oblastí mozku a inteligence je pozitivní pro čelní, temenní a spánkové laloky, dále pro hipokampus a mozeček.

Biologický podklad inteligence tedy odpovídá jak celkovému objemu mozku, tak objemu jeho některých částí, což je pochopitelné, protože různé aspekty inteligence odpovídají činnosti různých neuronálních sítí.

Například řešení slovních úloh odpovídá činnosti levé dolní čelní a zadní spánkové kůry, řešení zrakových prostorových úloh odpovídá činnosti pravého temenního laloku, kódování a vybavování informací vyžaduje hipokampální formaci, výkon řídících funkcí, například řešení problémů a plánování, je podmíněn aktivitou prefrontální kůry. Je však nutné mít na mysli, že korelace je poměrně slabá: pouze 12–31 % rozptylu hodnot IQ lze připočítat na vrub velikosti mozku nebo jeho jednotlivých oblastí. Z toho plyne, že se na biologickém podkladu inteligence podílejí jiné faktory, než je pouhá velikost mozku a jeho jednotlivých oblastí.

Mozek je kromě jiného tvořen šedou hmotou danou hustotou neuronálních těl a jejich dendritických stromů a hmotou bílou, to jsou myelinizované axony. Hustota šedé hmoty odpovídá kapacitě, se kterou mozek a jeho jednotlivé oblasti zpracovávají informace, hustota bílé hmoty odpovídá efektivitě komunikace mezi neurony.

Pozitivní korelace IQ byla opakovaně zjištěna jak pro objem šedé, tak bílé hmoty. Rozptyl naměřených hodnot pro šedou a bílou hmotu je v některých studiích přibližně stejný, v jiných je vyšší míra korelace pro šedou hmotu. Svízel je v individuálních odchylkách objemu mozkových regionů, nicméně existuje vysoká pozitivní korelace mezi inteligencí a objemem šedé hmoty čelní kůry.

Plně automatizovaná morfometrická analýza objemu mozku voxel za voxelem (voxel-by-voxel analysis, VBV) umožňuje narozdíl od měření objemu celého mozku nebo jeho jednotlivých oblastí (ROI, regions of interest) výpočet korelace mezi objemem tkáně a individuálními měřítky inteligence. Tato metoda našla vysoce pozitivní korelaci mezi inteligencí a objemem zevní, přední cingulární a vnitřní čelní kůry. Ostatní korové oblasti vykazují rovněž pozitivní korelaci, ta je však podstatně slabší.

Předpokládá se, že silnější signál MR odpovídá vyšší hustotě neuroně gliových buněk, což odpovídá možnosti efektivního zpracovávání informace, z toho plynou lepší poznávací funkce a pozitivní korelace mezi objemem šedé hmoty a inteligencí. Na druhé straně je korelace spotřeby radioaktivně značené glukózy a inteligence negativní, což odpovídá efektivnějšímu neuronálnímu metabolismu inteligentnějších lidí. Pozitivní korelace mezi šedou hmotou a inteligencí tedy může odpovídat mikroskopické topografii kůry, například vyřazování nadbytečných synapsí a novotvorbu funkčně podmíněných synapsí, což podmiňuje tvorbu neuronálních obvodě na základě učení.

Pozitivní korelace mezi objemem a denzitou bílé hmoty a inteligencí může být podmíněna vyšší mírou myelinizace axonů, a tím tedy rychlejším vedením vzruchů. Není jasné, zda pozitivní korelace bílá hmota-inteligence je, nebo není druhotný jev, který by mohl plynout z pozitivní korelace šedá hmota – inteligence.

Vztah IQ a tloušťky mozkové kůry

V mozkové kůře jsou dvě třetiny mozkových neuronů. Korelace mezi inteligencí a tloušťkou mozkové kůry, která se pohybuje v rozmezí 1,5–4,5 mm, nebyla zjištěna ani pro celý mozek, ani pro jeho jednotlivé oblasti. S ohledem na cytoarchitektonické rozdíly jednotlivých korových oblastí a vysokou individuální variabilitu jejich objemu/plochy, je rozlišovací schopnost tradiční MR pro tento účel nízká. MR s vysokou rozlišovací schopností, která je schopna měřit tloušťku kůry v mnoha tisících korových oblastech, by mohla dospět k anatomickému korelátu individuálních rozdílů inteligence: jedna z longitudinálních studií tohoto druhu našla negativní korelaci v raném dětství a pozitivní korelaci v dětství pozdním, což odpovídá odlučování nadbytečných synapsí.

Stupni inteligence tedy v tomto věkovém stupni odpovídá vývojová trajektorie korové tloušťky, nikoli její tloušťka sama o sobě. U dospělých však výše inteligence má pozitivní korelaci s regionální tloušťkou kůry například v zevní prefrontální a dolní spánkové kůře, na vnitřní straně hemisfér pozitivně koreluje tloušťku kůry hipokampu a g. fusiformis, kde jsou zrakové korové oblasti vyššího řádu.

Narrová et al. (18) korelovala vztah mezi IQ a regionální tloušťkou mozkové kůry zdravých dospělých lidí, a to 30 mužů a 35 žen ve věkovém rozmezí 17–44 let. Zjistila pozitivní korelaci mezi výší IQ a objemem jak šedé, tak bílé hmoty. Korelace s objemem likvorových prostor zjištěna nebyla. Statisticky významná korelace mezi výší IQ a tloušťkou mozkové kůry se zjistila oboustranně v čelní kůře, a to Brodmanových areách 10/11 a zadních spánkových korových oblastech (BA 36/37). U žen byla vyjádřena korelace mezi výší IQ a tloušťkou kůry v prefrontální a spánkové korové asociační oblasti, u mužů ve spánkové a týlní asociační oblasti. Vyšší skóre inteligence má větší vztah k vyššímu objemu šedé než k vyššímu objemu bílé hmoty.

Vztah mezi IQ a závity mozkové kůry

Kůra lidského mozku je nápadná počtem a uspořádáním závitů. Gyrifikace mozku vývojově mladších primátů je vyšší než u vývojově starších druhů. Mezi mírou celkové i regionální gyrifikace na straně jedné a výší inteligence na straně druhé, dosud nebyla zjištěna korelace, což může být podmíněno nedostatečnou rozlišovací schopností současných přístrojů.

Vztah mezi IQ a corpus callosum

Corpus callosum je asi 200 milionů myelinizovaných axonů, které propojují zrcadlově souměrné oblasti hemisfér. Střední oblast corpus callosum se považuje za ukazatel celkového počtu vláken s malým průměrem. Korelace plochy průřezu corpus callosum s inteligencí narazila na metodické obtíže spjaté s nejistými hranicemi jeho jednotlivých segmentů. Analýza voxelovou metodou korelaci mezi jednotlivými regiony corpus callosum a inteligencí nedoložila. Pozitivní korelaci doložila metoda určující tloušťku corpus callosum pomocí 100 bodů rozložených podél jeho obvodu.

Vztah IQ a spontánního funkčního zapojení

Song et al. (20) vyšetřoval vztah klidové aktivity mozku k rozdílům IQ u 59 zdravých dospělých lidí s rozpětím IQ 90–138 bodě. Za oblasti zdroje konektivity považoval dorsolaterální prefrontální kůru oboustranně. Zkoumal pak u jednotlivých lidí korelaci mezi funkční konektivitou těchto korových oblastí s dalšími oblastmi mozku a výší IQ. Rozdíl individuálních výší IQ odpovídal rozdílu funkční konektivity uvnitř čelních laloků a konektivita těchto čelních oblastí s temenní, spánkovou a týlní kůrou.

Pozoruhodné je zjištění vztahu rozdílů funkční konektivity k IQ v klidovém stavu mozku, tedy v době, kdy na mozek nejsou kladeny žádné kognitivní nároky.

Parietofrontální integrační teorie inteligence

Analýza 37 prací zkoumajících inteligenci funkční magnetickou rezonancí, pozitronovou emisní tomografií, magnetickou rezonanční spektroskopií, zobrazením difuzního tenzoru a morfometrií založenou na analýze voxel od voxelu dokazují, že individuálním rozdílům inteligence a uvažování odpovídají rozdíly struktury a funkce sítě tvořené dorsolaterální prefrontální kůrou (BA 6,9,10,45, 46 a 47), kůrou lobulus parietalis superior (BA7), přední cingulární kůrou (BA 32), dále spánkovými korovými oblasti (BA 21, BA 37) a korovými oblastmi týlními (BA 18 , BA 19). Kromě nich je predikátorem rozdílů IQ i fasciculus arcuatus, silný svazek vláken propojující spánkovou a dolní čelní kůru (15).

Skóre inteligence, jak dokazuje výzkum počínaje kazuistikou pacienta Phinease Gagea pocházející z roku 1848, sníží poškození kterékoli části této sítě, bez ohledu na příčinu. Parietofrontální integrační teorii inteligence je tedy současná představa o inteligenci jako funkci neuronální sítě velkého rozsahu.

MUDr. František Koukolík, DrSc.

Oddělení patologie

a molekulární medicíny

Národní referenční laboratoř prionových chorob

Fakultní Thomayerova nemocnice s poliklinikou

Vídeňská 800

140 59 Praha 4 Krč

E-mail: frantisek.koukolik@ftn.cz


Zdroje

1. Blankstein, U., Chen, J.Y., Mincic, A.M. et al. The complex minds of teenagers: neuroanatomy and personality differs between sexes. Neuropsychologia 2009, 47, p. 599-603.

2. Colom, R., Jung, R.E. Haier, R.J. Distributed brain sites for the g-factor of inteligence. Neuroimage 2006, 31, p. 1359-1365.

3. Costa, P.T., McCrae, R.R. Revised NEO Personality inventory and NEO Five Factor Inventory Profession Manual. Odessa, FL, Psychological Assessment Resources 1992. âeská verze: Hfiebíãková , M. NEO osobnostní inventáfi. 1. ãeské vydání. Praha: Testcentrum, 2004.

4. Cloninger, C.R., Svrakic, D.M., Przybeck, T.R. A psychobiological model of temperament and character. Arch. Gen. Psychiatry 1993; 50: p. 975-990.

5. Cloninger, C.R., Przybeck, T.R., Svrakic, D.M. et al. The temperament and character inventory: A guide to its development and use. Washington University Center for Psychobiology of Personality, St. Louis, Missouri, 1994.

6. Cohen, M.X., Schoene-Bake, J.C., Elger, C.E. et al. Connectivity-based segregation of the human striatum predicts personality characteristics. Nature Neurosci 2009, 12, p. 32-34.

7. Deckersbach, T., Miller, K.K., Klibanski, A. et al.: Regional cerebral brain metabolism correlates of neuroticismu and extraversion. Depression Anxiety 2006, 23, p. 133-138.

8. DSM IV TM. Diagnostic and statistical manual of mental disorders. IVth edition. American Psychiatric Association, Washington DC, 1994.

9. Duncan, J., Owen, A.M. Common regions of the human frontal lobe recruited by

diverse cognitive demands. Trends Neurosci. 2000, 23, p. 475 – 483.

10. Duncan, J., Seitz, R.J., Kolodny, J. et al. A neural basis for general inteligence. Science 2000, 289, p. 457-460.

11. Gardner, H. Frames of mind: The theory of multiple intelligences. New York: Basic Books, 1993.

12 Gottfredson, L.S. Intelligence and social policy. Intelligence 1997, 24(1), Dostupné na http://www. udel.edu/educ/gottfredson/reprints/1997specialissue.pdf.

13. Harenski, C.L., Kim, S.H., Haman, S. Neuroticism and psychopathy predict brain activation during moral and nonmoral motion regulation. Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 2009, 9, p. 1-15.

14. Hutcherson, C.A., Goldin, P.R., Ramel, W. et al. Attention and emotion influence the relationship between extraversion and neuronal response. SCAN 2008, 3, p. 71-79.

15. Jung, R.E., Haier, R.J. The parieto-frontal integration theroy (P-FIT) of intelligence: converging neuroimaging evidence. Behav. Brain Sci. 2007, 30, p. 135-154.

16. Kim, S.H., Hwang, J.H., Park, H.S. et al. Resting brain metabolism correlates of neuroticism and extraversion in young men. Neuroreport 2008, 19, p. 883-886.

17. Luders, E., Narr, K.L., Thomson, P.M. et al. Neuroanatomical correlates of inteligence. Inteligence 2008;doi:10.1016/j.intell.2008.07.002.

18. Narr, K.L., Woods, R., Thomson, P.M. et al. Relationship between IQ and regional cortical gray matter thickness in healthy adults. Cerebral Cortex 2007, 17, p. 2136-2171.

19. Omura, K., Todd-Constabel, R., Canli, T. Amygdala gray matter concentration is associated with extraversion and neuroticism. Neuroreport 2005, 16, p. 1905-1908.

20. Song, M., Zhou, Y., Li, J. et al. Brain spontaneous functional connectivity and intelligence. Neuroimage 2008, 41, 1168–1176.

21. Sternborg, R.J., Salter, W. Handbook of human intelligence. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1982.

22. Sternberg, R.J. The holey grail of general intelligence. Science 2000, 289, p. 399–400.

23. Wright, Ch.I., Williams, D., Feczko, E. et al. Neuroanatomical correlates of extraversion and neuroticism. Cerebral Cortex 2006, 16, p. 1809-1819.

Štítky
Praktické lékařství pro děti a dorost Praktické lékařství pro dospělé

Článek vyšel v časopise

Praktický lékař

Číslo 4

2009 Číslo 4

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Krvácení v důsledku portální hypertenze při jaterní cirhóze – od pohledu záchranné služby až po závěrečný hepato-gastroenterologický pohled
nový kurz
Autoři: PhDr. Petr Jaššo, MBA, MUDr. Hynek Fiala, Ph.D., prof. MUDr. Radan Brůha, CSc., MUDr. Tomáš Fejfar, Ph.D., MUDr. David Astapenko, Ph.D., prof. MUDr. Vladimír Černý, Ph.D.

Rozšíření možností lokální terapie atopické dermatitidy v ordinaci praktického lékaře či alergologa
Autoři: MUDr. Nina Benáková, Ph.D.

Léčba bolesti v ordinaci praktického lékaře
Autoři: MUDr. PhDr. Zdeňka Nováková, Ph.D.

Revmatoidní artritida: včas a k cíli
Autoři: MUDr. Heřman Mann

Jistoty a nástrahy antikoagulační léčby aneb kardiolog - neurolog - farmakolog - nefrolog - právník diskutují
Autoři: doc. MUDr. Štěpán Havránek, Ph.D., prof. MUDr. Roman Herzig, Ph.D., doc. MUDr. Karel Urbánek, Ph.D., prim. MUDr. Jan Vachek, MUDr. et Mgr. Jolana Těšínová, Ph.D.

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se