Ученые обнаружили связь интеллекта с асимметрией мозга

Исследование Ли-Чжэнь Чен и Си-Нянь Цзо из Пекинского педагогического университета, опубликованное в журнале Developmental Cognitive Neuroscience, показало интересную закономерность. По мере взросления детей левое и правое полушария мозга начинают работать все менее одинаково. У ребят с высоким интеллектом этот процесс идет заметно быстрее.

Человеческий мозг — это два полушария, которые постоянно общаются между собой. Раньше ученые много говорили о том, что одни функции «живут» преимущественно слева, другие — справа. Но на деле полушария тесно связаны. Чтобы понять, насколько они синхронизированы, нейробиологи измеряют функциональную гомотопию — степень сходства активности в зеркальных зонах левого и правого полушария. Высокая гомотопия значит, что обе стороны мозга делают почти одно и то же. Низкая — что они начинают делить обязанности и работать более независимо.

Почему полушария мозга расходятся с возрастом

В раннем детстве нейронные сети довольно «размазаны» и активно общаются через оба полушария. Со временем мозг перестраивается: от общих, широко распределенных сетей он переходит к более специализированным. Это позволяет эффективнее решать сложные задачи.

Чен и Цзо изучили данные 178 участников от 6 до почти 17 лет. У каждого ребенка за несколько лет было несколько сеансов фМРТ в состоянии покоя — когда человек лежит спокойно с открытыми глазами, а сканер фиксирует естественную активность мозга. Ученые отслеживали, как меняется уровень кислорода в крови возле активных нейронов. Чем точнее совпадали паттерны в зеркальных зонах, тем выше была синхронизация.

Кроме снимков мозга, дети проходили стандартные тесты на интеллект. Участников разделили по возрасту (до 12 лет и старше) и по уровню IQ: средний, высокий и очень высокий.

Что показали результаты

С возрастом сходство активности между полушариями снижалось. У младших детей полушария работали очень похоже, у подростков — уже заметно по-разному. Особенно сильно это проявлялось в ассоциативных сетях высокого порядка — тех, что отвечают за память, внимание, планирование и сложные рассуждения. Сенсорные зоны (зрение, осязание) менялись меньше.

Самое интересное, что у детей с высоким интеллектом снижение гомотопии шло быстрее. К 17 годам у них наблюдалась самая низкая симметрия — мозг стал наиболее «разделенным». У самых способных участников специализация затронула даже первичные сенсорные зоны (зрение, слух, осязание), а не только высшие когнитивные области.

«Когда подростки вспоминают прошлое или представляют будущее, левое полушарие чаще занимается языковой стороной, а правое — эмоциональной и социальной», — объясняют авторы.

Зачем мозгу такая специализация?

Ученые предполагают, что более быстрое разделение обязанностей между полушариями повышает эффективность. Мозг тратит меньше ресурсов на выполнение сложной умственной работы. Это согласуется с идеей, что интеллект связан не просто с размером мозга, а с тем, насколько хорошо и экономно он организован.

В раннем детстве связь между уровнем гомотопии и интеллектом была слабой. Зато в подростковом возрасте низкая синхронизация уже четко коррелировала с высокими показателями IQ.

По словам исследователей, работа добавляет важный штрих к пониманию того, как развивается мозг. Умные дети не просто «быстрее думают» — их мозг раньше переходит к взрослой, более специализированной архитектуре. Это может помочь в будущем лучше понимать как типичное развитие, так и отклонения при различных расстройствах обучения.