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參與“人腦計劃”的科學家首次發(fā)現(xiàn)，大腦細胞的大小與智商水平之間存在直接關聯(lián)。他們在《eLife》雜志上發(fā)表的研究指出，大腦顳葉中更大的神經(jīng)元能夠更快速地產(chǎn)生電信號，這與更快的信息處理速度以及標準智商測試中的智力評分相關。

大腦通過近1000億個神經(jīng)元的活動來運作，每個神經(jīng)元通過電信號收集、處理和傳遞信息。然而，直到現(xiàn)在，我們對這些細胞的特性差異如何影響人類的智力和認知能力知之甚少。

有證據(jù)表明，神經(jīng)元的樹突（即神經(jīng)元通過其長分支接收來自其他細胞的信號）的大小可能起著重要作用，尤其是在整合不同類型信息的大腦區(qū)域，如額葉和顳葉，這些區(qū)域的神經(jīng)元樹突更為龐大。在這些區(qū)域中，智商較高的人通常擁有更厚的皮層。理論研究也預測，較大的樹突可能有助于神經(jīng)元更快速地發(fā)出電信號。

然而，由于活體神經(jīng)元難以獲取，關于這些細胞特性是否真的與人類智力相關，直到現(xiàn)在依然沒有明確答案。

阿姆斯特丹自由大學的基礎神經(jīng)科學家與阿姆斯特丹大學醫(yī)學中心的神經(jīng)外科醫(yī)生及臨床心理學家合作，終于能夠探討“更聰明的大腦是否配備了更大、更快速的神經(jīng)細胞”?！斑@項研究首次從單細胞視角，建立了細胞特性與人類智力之間的關聯(lián)，”資深作者、參與“人腦計劃”的細胞神經(jīng)科學專家Huib Mansvelder教授解釋道。

荷蘭的研究團隊研究了46名因腦腫瘤或癲癇需要手術的患者。每位患者在手術前都接受了智商測試。為了進入大腦深處的病變部位，外科醫(yī)生通常需要切除未受損的顳葉小樣本，這些樣本中仍然含有可供科學家研究的活細胞?？茖W家們在實驗室里測量了這些細胞的大小、樹突的復雜度及其電信號（即動作電位），并將這些數(shù)據(jù)與智商分數(shù)進行了比較。

方法概述：科學家能夠從人類受試者身上收集到包括單細胞生理學、神經(jīng)元形態(tài)學、核磁共振成像和智商測試分數(shù)在內(nèi)的豐富數(shù)據(jù)集。藍色區(qū)域顯示的是皮層厚度測量位置，黑色方塊則是切除皮質(zhì)組織的典型來源。研究發(fā)現(xiàn)，智商較高的人的神經(jīng)元具有更長、更復雜的樹突和更快的動作電位，尤其是在神經(jīng)活動增加的情況下。通過計算模型，科學家們還證實，擁有更大樹突和更快電信號的神經(jīng)元能夠處理更多的輸入信息，并將更細致的信息傳遞給其他神經(jīng)元。

“傳統(tǒng)上，人類智力的研究主要集中在三個領域：腦成像研究，大腦結(jié)構和功能的研究；遺傳學研究，尋找與智力相關的基因；以及行為心理學的研究，”Huib Mansvelder教授解釋道。行為心理學研究表明，智商較高的人通常反應速度更快。此次研究為這一關聯(lián)提供了細胞層面的解釋，并將不同研究方法的成果結(jié)合起來，揭示了已識別的智力基因如何促進智商較高人群的大腦皮層厚度、神經(jīng)元數(shù)量增加，以及反應時間加快。

因此，這項研究將大腦的各個組織層面——從細胞功能到神經(jīng)回路，再到行為——聯(lián)系了起來。“這也是我們與‘人腦計劃’其他神經(jīng)科學學科合作伙伴共同努力的目標之一，旨在將不同層面的大腦知識整合起來，”這位科學家表示。后續(xù)研究也在規(guī)劃中?！坝捎谥巧谭謹?shù)是通過一系列測試得出的，我們現(xiàn)在有機會深入分析這些數(shù)據(jù)，探索哪些技能與這些細胞特征的關聯(lián)最為密切?！?/p>

盡管更快的電信號和更大的樹突似乎只是神經(jīng)元之間的小差異，但由于大腦中有近1000億個神經(jīng)元，這一效應在整體上呈倍增效應，極大地增強了大腦的計算潛力。正如Mansvelder所說：“單個神經(jīng)元的變化可能只是一步小小的進步，但對大腦的計算能力來說，卻是一次飛躍。”

About the author：Prof. Huib Mansvelder

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