Neurociência e inteligência

Volume cerebralEditar

Um dos principais métodos usados para estabelecer uma relação entre a inteligência e o cérebro é usar medidas de volume cerebral. As primeiras tentativas de estimar o volume cerebral foram feitas usando medidas de parâmetros externos da cabeça, como a circunferência da cabeça como um proxy para o tamanho do cérebro. As metodologias mais recentes empregadas para estudar esta relação incluem medidas post-mortem do peso e volume cerebral. Estas têm as suas próprias limitações e pontos fortes. O advento da RM como uma medida não invasiva altamente precisa da estrutura e função do cérebro vivo (usando fMRI) fez dela o método pre-dominante e preferido para medir o volume cerebral.

Over todo, maior tamanho e volume do cérebro está associado com melhor funcionamento cognitivo e maior inteligência. As regiões específicas que mostram a correlação mais robusta entre volume e inteligência são os lobos frontal, temporal e parietal do cérebro. Um grande número de estudos tem sido conduzido com correlações uniformemente positivas, levando à conclusão geralmente segura de que cérebros maiores predizem uma maior inteligência. Em adultos saudáveis, a correlação entre o volume total do cérebro e o QI é de aproximadamente 0,4 quando são utilizados testes de alta qualidade. Um estudo em larga escala (n = 29k) usando o Biobank do Reino Unido encontrou uma correlação de .275. A força desta relação não dependia do sexo, contradizendo alguns estudos anteriores. Um estudo usando um desenho de irmão em duas amostras de tamanho médio encontrou evidência de causalidade com um tamanho de efeito de 0,19. Este desenho de estudo descarta confundidores que variam entre famílias, mas não aqueles que variam dentro das famílias.

Sabe-se que a variação em escalas é menor que o volume total do cérebro. Uma revisão meta-analítica por McDaniel descobriu que a correlação entre inteligência e tamanho do cérebro in vivo era maior para as mulheres (0,40) do que para os homens (0,25). O mesmo estudo também descobriu que a correlação entre o tamanho do cérebro e a inteligência aumentou com a idade, com crianças mostrando correlações menores. Tem sido sugerido que a ligação entre maiores volumes cerebrais e maior inteligência está relacionada à variação em regiões específicas do cérebro: uma medida de todo o cérebro subestimaria estas ligações. Para funções mais específicas do que a inteligência geral, os efeitos regionais podem ser mais importantes. Por exemplo, evidências sugerem que na aprendizagem de novas palavras pelos adolescentes, o crescimento do vocabulário está associado com a densidade de matéria cinzenta nos giros supramarginais posteriores bilaterais. Pequenos estudos têm mostrado mudanças transitórias na matéria cinzenta associada ao desenvolvimento de uma nova habilidade física (malabarismo) córtex occipito-temporal

volume cerebral não é um relato perfeito da inteligência: a relação explica uma modesta quantidade de variância em inteligência – 12% a 36% da variância. A quantidade de variância explicada pelo volume do cérebro também pode depender do tipo de inteligência medida. Até 36% da variância em inteligência verbal pode ser explicada pelo volume cerebral, enquanto que apenas aproximadamente 10% da variância em inteligência visuoespacial pode ser explicada pelo volume cerebral. Um estudo de 2015 do pesquisador Stuart J. Ritchie descobriu que o tamanho do cérebro explica 12% da variância em inteligência entre os indivíduos. Estas advertências implicam que existem outros fatores principais que influenciam o quão inteligente um indivíduo é além do tamanho do cérebro. Em uma grande meta-análise composta por 88 estudos Pietschnig et al. (2015) estimaram que a correlação entre volume cerebral e inteligência é sobre o coeficiente de correlação de 0,24 o que equivale a 6% de variância. Tendo em conta a qualidade da medição, o tipo de amostra e a gama de QI, a associação meta-analítica do volume cerebral em adultos normais parece ser de ~ 0,4. O pesquisador Jakob Pietschnig argumentou que a força da associação positiva do volume cerebral e QI permanece robusta, mas tem sido sobrestimada na literatura. Ele afirmou que “É tentador interpretar esta associação no contexto da evolução cognitiva humana e das diferenças de tamanho e capacidade cognitiva das espécies, mostramos que não se justifica interpretar o tamanho do cérebro como um proxy isomórfico das diferenças da inteligência humana”.

Matéria cinzentaEditar

Matéria cinzenta tem sido examinada como uma base biológica potencial para diferenças na inteligência. Similarmente ao volume do cérebro, o volume global de matéria cinzenta está positivamente associado à inteligência. Mais especificamente, maior inteligência tem sido associada com maior matéria cinzenta cortical no córtex pré-frontal e temporal posterior em adultos. Além disso, a inteligência verbal e não-verbal tem se mostrado positivamente correlacionada com o volume de matéria cinzenta nos lobos parietal, temporal e occipital em adultos jovens saudáveis, implicando que a inteligência está associada a uma grande variedade de estruturas dentro do cérebro.

Parecem existir diferenças sexuais entre a relação da matéria cinzenta com a inteligência entre homens e mulheres. Os homens parecem mostrar mais inteligência às correlações da matéria cinzenta nos lobos frontal e parietal, enquanto as correlações mais fortes entre inteligência e matéria cinzenta nas mulheres podem ser encontradas nos lobos frontal e na área de Broca. Entretanto, estas diferenças não parecem impactar a Inteligência geral, implicando que os mesmos níveis de capacidade cognitiva podem ser alcançados de diferentes maneiras.

Uma metodologia específica utilizada para estudar correlações de inteligência em áreas do cérebro é conhecida como morfometria baseada em voxel (VBM). A VBM permite aos pesquisadores especificar áreas de interesse com grande resolução espacial, permitindo o exame de áreas de matéria cinzenta correlacionadas com a inteligência com maior resolução especial. O VBM tem sido usado para correlacionar positivamente a matéria cinzenta com a inteligência nos lobos frontal, temporal, parietal e occipital em adultos saudáveis. O VBM também tem sido usado para mostrar que o volume de matéria cinzenta na região medial do córtex pré-frontal e o córtex pré-frontal dorsomedial correlacionam-se positivamente com a inteligência em um grupo de 55 adultos saudáveis. O VBM também tem sido usado com sucesso para estabelecer uma correlação positiva entre os volumes de matéria cinzenta no cingulado anterior e a inteligência em crianças de 5 a 18 anos de idade.

Matéria cinzenta também tem se mostrado correlacionada positivamente com a inteligência em crianças. Reis e colegas descobriram que a matéria cinzenta no córtex pré-frontal contribui mais robustamente para a variação da inteligência em crianças entre 5 e 17 anos, enquanto que a matéria cinzenta subcortical está relacionada à inteligência em menor grau. Frangou e colegas examinaram a relação entre matéria cinzenta e inteligência em crianças e adultos jovens entre 12 e 21 anos de idade, e descobriram que a matéria cinzenta no córtex orbitofrontal, giro cingulado, cerebelo e tálamo estava positivamente correlacionada com a inteligência, enquanto que a matéria cinzenta no núcleo caudado está negativamente correlacionada com a inteligência. No entanto, a relação entre volume de matéria cinzenta e inteligência só se desenvolve com o tempo, já que não se pode encontrar relação positiva significativa entre volume de matéria cinzenta e inteligência em crianças menores de 11,

Uma advertência subjacente à pesquisa sobre a relação entre volume de matéria cinzenta e inteligência é demonstrada pela hipótese de eficiência neural. Os achados de que indivíduos mais inteligentes são mais eficientes no uso de seus neurônios podem indicar que a correlação da matéria cinzenta com a inteligência reflete a eliminação seletiva de sinapses não utilizadas, e assim um melhor circuito cerebral.

Matéria brancaEditar

Semelhante à matéria cinzenta, a matéria branca tem se mostrado correlacionada positivamente com a inteligência em humanos. A matéria branca consiste principalmente de axônios neuronais mielinizados, responsáveis por emitir sinais entre os neurônios. A cor branco-rosada da matéria branca é na verdade um resultado destas bainhas de mielina que isolam eletricamente os neurônios que estão transmitindo sinais para outros neurônios. A matéria branca conecta diferentes regiões de matéria cinzenta no cérebro. Essas interconexões tornam o transporte mais fácil e nos permitem realizar tarefas mais fáceis. Foram encontradas correlações significativas entre a inteligência e o corpo caloso, uma vez que áreas calosas maiores foram positivamente correlacionadas com o desempenho cognitivo. Entretanto, parece haver diferenças de importância para a matéria branca entre inteligência verbal e não-verbal, pois embora tanto medidas verbais quanto não-verbais de inteligência se correlacionem positivamente com o tamanho do corpus callosum, a correlação para inteligência e tamanho do corpus callosum foi maior (.47) para medidas não-verbais do que para medidas verbais (.18). A modelagem geométrica em malha anatômica também mostrou correlações positivas entre a espessura do corpo caloso e a Inteligência em adultos saudáveis.

Integridade da matéria branca também foi encontrada em relação à Inteligência. A integridade do trato da matéria branca é importante para a velocidade de processamento da informação e, portanto, a integridade reduzida da matéria branca está relacionada à menor inteligência. O efeito da integridade da matéria branca é mediar inteiramente através da velocidade de processamento de informação. Estes achados indicam que o cérebro está estruturalmente interligado e que as fibras axonais são integralmente importantes para o rápido processo de informação e, portanto, inteligência geral.

Contraduzindo os achados descritos acima, a VBM falhou em encontrar uma relação entre o corpo caloso e a inteligência em adultos saudáveis. Esta contradição pode ser vista para significar que a relação entre volume de matéria branca e inteligência não é tão robusta quanto a da matéria cinzenta e inteligência.

Espessura corticalEdit

Espessura cortical também foi encontrada para correlacionar positivamente com a inteligência em humanos. No entanto, a taxa de crescimento da espessura cortical também está relacionada com a inteligência. Na primeira infância, a espessura cortical apresenta uma correlação negativa com a inteligência, enquanto na última infância esta correlação mudou para uma correlação positiva. Descobriu-se que crianças mais inteligentes desenvolvem a espessura cortical de forma mais estável e por períodos de tempo mais longos do que crianças menos brilhantes. Estudos encontraram a espessura cortical para explicar 5% na variação da inteligência entre os indivíduos. Em um estudo realizado para encontrar associações entre espessura cortical e inteligência geral entre diferentes grupos de pessoas, o sexo não desempenhou um papel na inteligência. Embora seja difícil fixar a inteligência na idade com base na espessura cortical devido a diferentes circunstâncias socioeconômicas e níveis educacionais, sujeitos mais velhos (17 – 24) tenderam a ter menos variações em termos de inteligência do que quando comparados a sujeitos mais jovens (19 – 17).

Convolução corticalEditar

Convolução cortical aumentou a dobra da superfície do cérebro ao longo do curso da evolução humana. Tem sido feita a hipótese de que o alto grau de convolução cortical pode ser um substrato neurológico que suporta algumas das habilidades cognitivas mais distintivas do cérebro humano. Consequentemente, a inteligência individual dentro da espécie humana pode ser modulada pelo grau de convolução cortical.

p>Uma análise publicada em 2019 encontrou os contornos de 677 crianças e adolescentes (idade média de 12 anos.72 anos) o cérebro tinha uma correlação genética de quase 1 entre QI e área superficial do giro supramarginal no lado esquerdo do cérebro.

Eficiência neuralEditar

A hipótese de eficiência neural postula que indivíduos mais inteligentes exibem menos ativação no cérebro durante as tarefas cognitivas, conforme medido pelo metabolismo da glicose. Uma pequena amostra de participantes (N=8) mostrou correlações negativas entre inteligência e taxas metabólicas regionais absolutas variando de -0,48 a -0,84, conforme medidas pelas varreduras PET, indicando que indivíduos mais brilhantes eram processadores de informação mais efetivos, já que utilizam menos energia. De acordo com uma extensa revisão feita por Neubauer & Fink, um grande número de estudos (N=27) confirmou este achado usando métodos como PET scans, EEG e fMRI.

fMRI e estudos EEG revelaram que a dificuldade da tarefa é um fator importante que afeta a eficiência neural. Indivíduos mais inteligentes exibem eficiência neural apenas quando confrontados com tarefas de dificuldade subjetivamente fácil a moderada, enquanto nenhuma eficiência neural pode ser encontrada durante tarefas difíceis. Na verdade, indivíduos mais capazes parecem investir mais recursos corticais em tarefas de alta dificuldade. Isto parece ser especialmente verdadeiro para o córtex pré-frontal, uma vez que indivíduos com maior inteligência exibem maior ativação desta área durante tarefas difíceis, em comparação com indivíduos com menor inteligência. Tem sido proposto que a principal razão para o fenômeno de eficiência neural poderia ser que indivíduos com alta inteligência são melhores em bloquear informações interferentes do que indivíduos com baixa inteligência.

Mais pesquisasEditar

Alguns cientistas preferem olhar mais variáveis qualitativas para se relacionar com o tamanho de regiões mensuráveis de função conhecida, por exemplo, relacionando o tamanho do córtex visual primário com suas funções correspondentes, as de desempenho visual.

Em um estudo do crescimento da cabeça de 633 crianças nascidas a termo da coorte Avon Longitudinal de Pais e Crianças, foi demonstrado que o crescimento pré-natal e o crescimento durante a infância foram associados ao QI subsequente. A conclusão do estudo foi que o volume cerebral que uma criança atinge até à idade de 1 ano ajuda a determinar a inteligência posterior. O crescimento do volume cerebral após a infância pode não compensar o crescimento mais precoce.

Há uma associação entre o QI e a miopia. Uma explicação sugerida é que um ou vários genes pleiotrópicos afetam o tamanho da parte neocórtex do cérebro e dos olhos simultaneamente.

Teoria da integração parieto-frontalEdit

Em 2007, Behavioral and Brain Sciences publicou um artigo alvo que apresentou um modelo biológico de inteligência baseado em 37 estudos de neuroimagem revisados por pares (Jung & Haier, 2007). Sua revisão de uma riqueza de dados de imagens funcionais (ressonância magnética funcional e tomografia por emissão de pósitrons) e imagens estruturais (RM de difusão, morfometria baseada em voxel, espectroscopia de ressonância magnética in vivo) argumenta que a inteligência humana surge de uma rede neural distribuída e integrada compreendendo regiões cerebrais nos lobos frontal e parietal.

Um estudo recente de mapeamento de lesões conduzido por Barbey e colegas fornece evidências para apoiar a teoria de inteligência P-FIT.

Lesões cerebrais em idade precoce isoladas para um lado do cérebro tipicamente resultam em função intelectual relativamente poupada e com QI na faixa normal.