Neurociencia e inteligencia
Volumen cerebral
Uno de los principales métodos utilizados para establecer una relación entre la inteligencia y el cerebro es utilizar medidas de volumen cerebral. Los primeros intentos de estimar el volumen cerebral se realizaron utilizando medidas de parámetros externos de la cabeza, como el perímetro craneal, como indicador del tamaño del cerebro. Las metodologías más recientes empleadas para estudiar esta relación incluyen medidas post-mortem del peso y el volumen del cerebro. Éstas tienen sus propias limitaciones y puntos fuertes. El advenimiento de la resonancia magnética como medida no invasiva y muy precisa de la estructura y la función del cerebro vivo (mediante el uso de la resonancia magnética funcional) hizo que este fuera el método predominante y preferido para medir el volumen del cerebro.
En general, un mayor tamaño y volumen del cerebro se asocia con un mejor funcionamiento cognitivo y una mayor inteligencia. Las regiones específicas que muestran una correlación más sólida entre el volumen y la inteligencia son los lóbulos frontal, temporal y parietal del cerebro. Se ha realizado un gran número de estudios con correlaciones uniformemente positivas, lo que lleva a la conclusión generalmente segura de que los cerebros más grandes predicen una mayor inteligencia. En adultos sanos, la correlación entre el volumen total del cerebro y el coeficiente intelectual es de aproximadamente 0,4 cuando se utilizan pruebas de alta calidad. Un estudio a gran escala (n = 29k) que utilizó el Biobanco del Reino Unido encontró una correlación de 0,275. La fuerza de esta relación no dependía del sexo, lo que contradice algunos estudios anteriores. Un estudio que utilizó un diseño de hermanos en dos muestras de tamaño medio encontró pruebas de causalidad con un tamaño del efecto de 0,19. Este diseño de estudio descarta los factores de confusión que varían entre las familias, pero no los que varían dentro de ellas.
Se sabe menos sobre la variación en escalas menores que el volumen cerebral total. Una revisión meta-analítica de McDaniel encontró que la correlación entre la inteligencia y el tamaño del cerebro in vivo era mayor para las mujeres (0,40) que para los hombres (0,25). El mismo estudio también descubrió que la correlación entre el tamaño del cerebro y la inteligencia aumentaba con la edad, y que los niños mostraban correlaciones menores. Se ha sugerido que la relación entre mayores volúmenes cerebrales y mayor inteligencia está relacionada con la variación de regiones cerebrales específicas: una medida de todo el cerebro subestimaría estos vínculos. Para funciones más específicas que la inteligencia general, los efectos regionales pueden ser más importantes. Por ejemplo, las pruebas sugieren que en los adolescentes que aprenden nuevas palabras, el crecimiento del vocabulario está asociado a la densidad de la materia gris en el giro supramarginal posterior bilateral. Pequeños estudios han mostrado cambios transitorios en la materia gris asociados con el desarrollo de una nueva habilidad física (malabarismo) corteza occipito-temporal
El volumen cerebral no es una cuenta perfecta de la inteligencia: la relación explica una cantidad modesta de la varianza en la inteligencia – 12% a 36% de la varianza. La cantidad de varianza explicada por el volumen cerebral también puede depender del tipo de inteligencia medido. Hasta el 36% de la varianza de la inteligencia verbal puede explicarse por el volumen cerebral, mientras que solo aproximadamente el 10% de la varianza de la inteligencia visoespacial puede explicarse por el volumen cerebral. Un estudio realizado en 2015 por el investigador Stuart J. Ritchie descubrió que el tamaño del cerebro explicaba el 12% de la varianza de la inteligencia entre los individuos. Estas advertencias implican que hay otros factores importantes que influyen en la inteligencia de un individuo, aparte del tamaño del cerebro. En un gran meta-análisis compuesto por 88 estudios, Pietschnig et al. (2015) estimaron que la correlación entre el volumen del cerebro y la inteligencia era de un coeficiente de correlación de 0,24, lo que equivale a una varianza del 6%. Teniendo en cuenta la calidad de la medición, y el tipo de muestra y el rango de CI, la asociación meta-analítica del volumen cerebral en parece ser de ~ .4 en adultos normales. El investigador Jakob Pietschnig argumentó que la fuerza de la asociación positiva del volumen cerebral y el CI sigue siendo robusta, pero ha sido sobrestimada en la literatura. Ha afirmado que «es tentador interpretar esta asociación en el contexto de la evolución cognitiva humana y las diferencias de las especies en el tamaño del cerebro y la capacidad cognitiva, mostramos que no está justificado interpretar el tamaño del cerebro como un proxy isomórfico de las diferencias de inteligencia humana».
Materia grisEditar
La materia gris ha sido examinada como una base biológica potencial para las diferencias de inteligencia. Al igual que el volumen cerebral, el volumen global de materia gris se asocia positivamente con la inteligencia. Más concretamente, una mayor inteligencia se ha asociado con una mayor materia gris cortical en la corteza prefrontal y temporal posterior en adultos. Además, se ha demostrado que tanto la inteligencia verbal como la no verbal se correlacionan positivamente con el volumen de materia gris en los lóbulos parietal, temporal y occipital en adultos jóvenes sanos, lo que implica que la inteligencia se asocia con una amplia variedad de estructuras dentro del cerebro.
Parece haber diferencias de sexo entre la relación de la materia gris con la inteligencia entre hombres y mujeres. Los hombres parecen mostrar más correlaciones entre inteligencia y materia gris en los lóbulos frontales y parietales, mientras que las correlaciones más fuertes entre inteligencia y materia gris en las mujeres se encuentran en los lóbulos frontales y el área de Broca. Sin embargo, estas diferencias no parecen repercutir en la Inteligencia general, lo que implica que los mismos niveles de capacidad cognitiva pueden alcanzarse de diferentes maneras.
Una metodología específica utilizada para estudiar los correlatos de materia gris de la inteligencia en áreas del cerebro se conoce como morfometría basada en vóxeles (VBM). La VBM permite a los investigadores especificar áreas de interés con gran resolución espacial, lo que permite examinar las áreas de materia gris correlacionadas con la inteligencia con mayor resolución especial. La VBM se ha utilizado para correlacionar positivamente la materia gris con la inteligencia en los lóbulos frontal, temporal, parietal y occipital en adultos sanos. La MBV también se ha utilizado para demostrar que el volumen de materia gris en la región medial del córtex prefrontal y el córtex prefrontal dorsomedial se correlaciona positivamente con la inteligencia en un grupo de 55 adultos sanos. La VBM también se ha utilizado con éxito para establecer una correlación positiva entre los volúmenes de materia gris en el cíngulo anterior y la inteligencia en niños de 5 a 18 años.
También se ha demostrado que la materia gris se correlaciona positivamente con la inteligencia en los niños. Reis y sus colegas han descubierto que la materia gris de la corteza prefrontal contribuye de forma más sólida a la varianza de la inteligencia en niños de entre 5 y 17 años, mientras que la materia gris subcortical se relaciona con la inteligencia en menor medida. Frangou y sus colegas examinaron la relación entre la materia gris y la inteligencia en niños y adultos jóvenes de entre 12 y 21 años, y descubrieron que la materia gris de la corteza orbitofrontal, el giro cingulado, el cerebelo y el tálamo se correlacionaba positivamente con la inteligencia, mientras que la materia gris del núcleo caudado se correlaciona negativamente con la inteligencia. Sin embargo, la relación entre el volumen de la materia gris y la inteligencia sólo se desarrolla con el tiempo, ya que no se encuentra una relación positiva significativa entre el volumen de la materia gris y la inteligencia en los niños menores de 11 años.
Una advertencia subyacente a la investigación sobre la relación del volumen de la materia gris y la inteligencia se demuestra con la hipótesis de la eficiencia neuronal. Los hallazgos de que los individuos más inteligentes son más eficientes en el uso de sus neuronas podrían indicar que la correlación de la materia gris con la inteligencia refleja la eliminación selectiva de las sinapsis no utilizadas y, por lo tanto, un mejor circuito cerebral.
Materia blancaEditar
Al igual que la materia gris, se ha demostrado que la materia blanca se correlaciona positivamente con la inteligencia en los seres humanos. La materia blanca está formada principalmente por axones neuronales mielinizados, responsables de la entrega de señales entre las neuronas. El color blanco rosado de la materia blanca es en realidad el resultado de estas vainas de mielina que aíslan eléctricamente a las neuronas que transmiten señales a otras neuronas. La materia blanca conecta diferentes regiones de materia gris en el cerebro. Estas interconexiones hacen que el transporte sea más fluido y nos permiten realizar tareas con mayor facilidad. Se han encontrado correlaciones significativas entre la inteligencia y el cuerpo calloso, ya que las áreas callosas más grandes se han correlacionado positivamente con el rendimiento cognitivo. Sin embargo, parece haber diferencias en la importancia de la materia blanca entre la inteligencia verbal y la no verbal, ya que aunque tanto las medidas verbales como las no verbales de la inteligencia se correlacionan positivamente con el tamaño del cuerpo calloso, la correlación de la inteligencia y el tamaño del cuerpo calloso fue mayor (.47) para las medidas no verbales que para las verbales (.18). La modelización geométrica basada en mallas anatómicas también ha mostrado correlaciones positivas entre el grosor del cuerpo calloso y la Inteligencia en adultos sanos.
También se ha encontrado que la integridad de la materia blanca está relacionada con la Inteligencia. La integridad del tracto de la materia blanca es importante para la velocidad de procesamiento de la información y, por lo tanto, una integridad reducida de la materia blanca está relacionada con una menor inteligencia. El efecto de la integridad de la sustancia blanca está totalmente mediado por la velocidad de procesamiento de la información. Estos hallazgos indican que el cerebro está estructuralmente interconectado y que las fibras axonales son integralmente importantes para el proceso rápido de la información, y por lo tanto la inteligencia general.
Contradiciendo los hallazgos descritos anteriormente, VBM no encontró una relación entre el cuerpo calloso y la inteligencia en adultos sanos. Esta contradicción puede considerarse que significa que la relación entre el volumen de la materia blanca y la inteligencia no es tan sólida como la de la materia gris y la inteligencia.
Espesor corticalEditar
También se ha encontrado que el espesor cortical se correlaciona positivamente con la inteligencia en los seres humanos. Sin embargo, la tasa de crecimiento del grosor cortical también está relacionada con la inteligencia. En la primera infancia, el grosor cortical muestra una correlación negativa con la inteligencia, mientras que al final de la infancia esta correlación ha pasado a ser positiva. Se ha comprobado que los niños más inteligentes desarrollan el grosor cortical de forma más constante y durante más tiempo que los niños menos brillantes. Los estudios han descubierto que el grosor cortical explica el 5% de la varianza de la inteligencia entre los individuos. En un estudio realizado para encontrar asociaciones entre el grosor cortical y la inteligencia general entre diferentes grupos de personas, el sexo no desempeñó ningún papel en la inteligencia. Aunque es difícil fijar la inteligencia en la edad basándose en el grosor cortical debido a las diferentes circunstancias socioeconómicas y niveles de educación, los sujetos de mayor edad (17 – 24) tendían a tener menos varianza en términos de inteligencia que cuando se comparan con los sujetos más jóvenes (19 – 17).
Convolución corticalEditar
La convolución cortical ha aumentado el plegado de la superficie del cerebro a lo largo de la evolución humana. Se ha planteado la hipótesis de que el alto grado de convolución cortical puede ser un sustrato neurológico que sustenta algunas de las capacidades cognitivas más distintivas del cerebro humano. En consecuencia, la inteligencia individual dentro de la especie humana podría estar modulada por el grado de convolución cortical.
Un análisis publicado en 2019 encontró que los contornos de 677 niños y adolescentes (edad media de 12.72 años) presentaban una correlación genética de casi 1 entre el CI y la superficie del giro supramarginal en el lado izquierdo del cerebro.
Eficiencia neuronalEditar
La hipótesis de la eficiencia neuronal postula que los individuos más inteligentes muestran una menor activación en el cerebro durante las tareas cognitivas, medida por el metabolismo de la glucosa. Una pequeña muestra de participantes (N=8) mostró correlaciones negativas entre la inteligencia y las tasas metabólicas regionales absolutas que oscilaban entre -0,48 y -0,84, según las mediciones de los escáneres PET, lo que indica que los individuos más inteligentes eran procesadores de información más eficaces, ya que utilizan menos energía. Según una extensa revisión de Neubauer & Fink un gran número de estudios (N=27) han confirmado este hallazgo utilizando métodos como escáneres PET, EEG y fMRI.
Los estudios de fMRI y EEG han revelado que la dificultad de la tarea es un factor importante que afecta a la eficiencia neuronal. Los individuos más inteligentes muestran eficiencia neural sólo cuando se enfrentan a tareas de dificultad subjetivamente fácil a moderada, mientras que no se encuentra eficiencia neural durante las tareas difíciles. De hecho, los individuos más capaces parecen invertir más recursos corticales en tareas de alta dificultad. Esto parece ser especialmente cierto para la corteza prefrontal, ya que los individuos con mayor inteligencia mostraron una mayor activación de esta área durante las tareas difíciles en comparación con los individuos con menor inteligencia. Se ha propuesto que la razón principal del fenómeno de la eficiencia neuronal podría ser que los individuos con alta inteligencia son mejores para bloquear la información que interfiere que los individuos con baja inteligencia.
Investigación adicionalEditar
Algunos científicos prefieren fijarse en variables más cualitativas para relacionarlas con el tamaño de regiones medibles de función conocida, por ejemplo relacionando el tamaño de la corteza visual primaria con sus funciones correspondientes, la del rendimiento visual.
En un estudio sobre el crecimiento de la cabeza de 633 niños nacidos a término de la cohorte del Estudio Longitudinal de Padres e Hijos de Avon, se demostró que el crecimiento prenatal y el crecimiento durante la infancia estaban asociados con el coeficiente intelectual posterior. La conclusión del estudio fue que el volumen cerebral que alcanza un niño al año de edad ayuda a determinar la inteligencia posterior. El crecimiento del volumen cerebral después de la infancia puede no compensar un crecimiento anterior más pobre.
Existe una asociación entre el CI y la miopía. Una explicación sugerida es que uno o varios genes pleiotrópicos afectan al tamaño de la parte del neocórtex del cerebro y de los ojos simultáneamente.
Teoría de la integración parieto-frontalEditar
En 2007, Behavioral and Brain Sciences publicó un artículo objetivo que planteaba un modelo biológico de inteligencia basado en 37 estudios de neuroimagen revisados por pares (Jung & Haier, 2007). Su revisión de una gran cantidad de datos de imágenes funcionales (resonancia magnética funcional y tomografía por emisión de positrones) y estructurales (resonancia magnética de difusión, morfometría basada en vóxeles, espectroscopia de resonancia magnética in vivo) sostiene que la inteligencia humana surge de una red neuronal distribuida e integrada que comprende regiones cerebrales en los lóbulos frontal y parietal.
Un reciente estudio de mapeo de lesiones realizado por Barbey y sus colegas aporta pruebas que apoyan la teoría P-FIT de la inteligencia.
Las lesiones cerebrales a una edad temprana aisladas en un lado del cerebro suelen dar lugar a una función intelectual relativamente preservada y con un coeficiente intelectual en el rango normal.