INTELIGENCJA I RÓśNICE INDYWIDUALNE W BADANIACH PSYCHOFIZJOLOGICZNYCH. INTELIGENCJA I JEJ PODŁOśE MÓZGOWE PRZEGLĄD KONCEPCJI

Transkrypt

1 INTELIGENCJA I RÓśNICE INDYWIDUALNE W BADANIACH PSYCHOFIZJOLOGICZNYCH INTELIGENCJA I JEJ PODŁOśE MÓZGOWE PRZEGLĄD KONCEPCJI WYJAŚNIENIA RÓśNIC INDYWIDUALNYCH W ZAKRESIE INTELIGENCJI ODWOŁUJĄCE SIĘ WŁAŚCIWOŚCI UKŁADU NERWOWEGO KONCEPCJA D.& A. HENDRICKSONÓW TRANSMISSION-ERROR THEORY KONCEPCJA R. JENSENA TRANSMISSION-SPEED THEORY KONCEPCJA R. HAIERA EFFICIENCY THEORY KONCEPCJA D. ROBINSONA AROUSABILITY THEORY 1

2 KONCEPCJA D & A HENDRICKSONÓW MIARA SZNURKOWA (string lenght measure, string index) Parametr ERP uzyskiwany poprzez estymację złoŝoności (komplikacji) przebiegu potencjału w zakresie czasu latencji ms. Pierwotnie uzyskiwany przy pomocy sznurka (lub kółka kartograficznego) obecnie poprzez zsumowanie kwadratów róŝnicy pomiędzy kolejnymi punktami pomiarowymi (4 wersje wzoru obliczeniowego). Ertl & Schafer (1969) kolejne wychylenia potencjału traktowano jako odrębne komponenty niezaleŝnie od czasu latencji - tzw. metoda idiosynkratyczna współczynniki korelacji czasu latencji z wynikiem WISC r= -.30 do r= -.45 Hendrickson & Hendrickson (1980) powtórna analiza wyników Ertla i Schafera nowa miara zmienności potencjału - miara sznurkowa korelacja z wynikiem WISC r=.77 (dla 20 pomiarów opublikowanych na rysunku) 2

3 WYNIKI EKSPERYMENTALNE KONCEPCJA D.& A. HENDRICKSONÓW Blinkhorn & Hendrickson (1980) - pomiar RAPM u studentów ERP mierzone w odpowiedzi na dźwięk (1000 Hz, 85 db, 30 ms) korelacja miary sznurkowej z wynikiem w RAPM r=.47 po poprawce r=.82 D.E. Hendrickson (1982) - pomiar WAIS u 219 osób (uczniów) ERP mierzone w odpowiedzi na dźwięk (1000 Hz, 85 db, 30 ms) korelacja miary sznurkowej z wynikiem w WAIS r=.72 skala werbalna r=.68, skala niewerbalna r=.53 korelacja wariancji z wynikiem w WAIS r= -.72 skala werbalna r= -.69, skala niewerbalna r= -.53 NIEZAWODNOŚĆ TRANSMISJI NEURONALNEJ JAKO PODSTAWA DZIAŁANIA KONCEPCJA D.& A. HENDRICKSONÓW (transmission-error theory; pulse train hypothesis) A/ w trakcie transmisji pobudzenia pomiędzy neuronami moŝe dochodzić do błędów B/ im mniej błędów, tym bardziej niezawodna transmisja C/ im bardziej niezawodna transmisja, tym lepiej dopasowana reakcja behawioralna (czyli wyŝsza inteligencja) 3

4 MIARA SZNURKOWA A POZIOM INTELIGENCJI Kolejne zapisy potencjałów mózgowych uzyskiwanych przy kolejnych prezentacjach materiału bodźcowego jako obraz procesu transmisji neuronalnej Im bardziej transmisja ta jest powtarzalna, tym bardziej podobne zapisy odpowiedzi mózgowych (wg Hendrikcsonów oznacza to małą ilość błędów w transmisji synaptycznej) DuŜa zmienność kolejnych zapisów skutkuje spłaszczeniem uśrednionego potencjału - mała zmienność (wysoka powtarzalność) nie powoduje tego efektu WNIOSEK: ZŁOśONE ZAPISY POTENCJAŁU - NIEZAWODNA TRANSMISJA - WYSOKA INTELIGENCJA WARIANCJA ZAPISU ERP A POZIOM INTELIGENCJI DuŜa zmienność zapisu ERP uzyskiwanego w kolejnych próbach oznacza wysoką wariancję. Wariancja ta jest więc odwrotnie proporcjonalna do poziomu złoŝoności potencjału mierzonego z uŝyciem miary sznurkowej. Im wyŝsza inteligencja tym niŝsza wariancja zapisu NEURON - PODSTAWOWA JEDNOSTKA FUNKCJONALNA - maksymalna prędkość przesyłu potencjału czynnościowego 120 m./s - maksymalna częstotliwość powstawania potencjału czynnościowego 1000 Hz - normalna częstotliwość powstawania potencjału czynnościowego 250 Hz 4

5 SYNAPSA - JAK PRZESYŁANE SĄ POTENCJAŁY CZYNNOŚCIOWE KONCEPCJA D.& A. HENDRICKSONÓW - engram RNA - ciąg 21 nukletotydów warunkujący szybkość odpowiedzi błony postsynaptycznej - mikrotubule - wybiórcza pobudliwość ROZPOZNANIE IMPULSÓW - BŁĘDY W TRANSMISJI KONCEPCJA D.& A. HENDRICKSONÓW wg Hendrikcsonów: - kaŝda forma aktywności jest ciągiem elementarnych procesów, u podłoŝa których leŝą procesy transmisji neuronalnej A B C D... N - proces A jest kodowany przez ciąg impulsów nerwowych nazywanych pulse train - u człowieka kaŝdy taki pulse train jest ciągiem 22 impulsów (i 21 interwałów) - kaŝdy impuls trwa 11 ms - tak więc pulse train trwa 230 ms (?) (strona 182, Eysenck H. Model for Intelligence) 5

6 ROZPOZNANIE IMPULSÓW - BŁĘDY W TRANSMISJI KONCEPCJA D.& A. HENDRICKSONÓW - pompa sodowo-potasowa działa zbyt szybko - procesy warunkowane przez erna albo nie zdąŝą się zainicjować, albo będą zbyt słabe by poprzez układ mikrotubuli wywołać potencjał czynnościowy - ominięcie impulsu (recognition failure) - pompa sodowo-potasowa działa zbyt wolno - procesy warunkowane przez erna zachodzą zbyt intensywnie i neuron wysyła impulsy zbyt często - fałszywy alarm (irrelevant recognition) OBIE FORMY BŁĘDÓW SĄ ZALEśNE OD WYPOSAśENIA GENETYCZNEGO I BĘDĄ DETERMINOWAĆ WSKAŹNIK NIEZAWODNOŚCI PRZESYŁANIA INFORMACJI EEG A POMIAR INTELIGENCJI Badania Foxa i O Briena (1965) - Hendricksonowie powołują się na uzyskane w nich wyniki twierdząc, iŝ krzywe potencjałów wywołanych są bezpośrednim wskaźnikiem dystrybucji impulsów nerwowych (bezpośredni pomiar aktywności komórek kory wzrokowej kotów oraz potencjałów wywołanych mierzonych dla pojedynczych komórek kory wzrokowej - brak korespondencji do EEG mierzonego z powierzchni czaszki) 6

7 EEG A POMIAR INTELIGENCJI Badania Ertla i Schafera (1969) - badania, których wyniki zainspirowały Hendricksonów (badania były prowadzone z uŝyciem prymitywnego sprzętu, EEG mierzono z wykorzystaniem bipolarnej referencji - jedna elektroda względem drugiej) PROBLEM: Cały złoŝony wywód Hendricksonów dotyczył działania synaps Ach. Synapsy Ach są synapsami jonotropowymi (częściowo równieŝ metabotropowymi). Brak opisu mechanizmu w synapsach metabotropowych (np. kwas glutaminowy, kwas asparaginowy, DA, NA, 5-HT, GABA) 7

8 SZYBKOŚĆ TRANSMISJI NEURONALNEJ JAKO PODSTAWA DZIAŁANIA SZKOŁA ERLANGEN A/ mózg działa jak jednokanałowy system o ograniczonej pojemności B/ szybsze tempo przetwarzania informacji przyczyną przewagi osób o wysokich wynikach w testach inteligencji C/ paradygmat Hicka im niŝszy IQ tym większy wzrost czasu reakcji mierzonego przy wzrastającej ilości wyborów (bitów informacji do przetworzenia); korelacja r=-.39 D/ Kurztest für Allgemeine Intelligenz (KAI) pomiar czasu potrzebnego do odczytania 20 liter (kaŝda litera bitów obliczamy SZQ (Subjektive Zeitquant) czyli czas pojedynczego zdarzenia mentalnego E/ im krótszy SZQ tym sprawniej wykorzystujemy informację percepcyjną, pamięć krótkotrwałą i lepiej zapamiętujemy w LTM (konieczność selektywnego odbioru informacji) SZYBKOŚĆ TRANSMISJI NEURONALNEJ JAKO PODSTAWA DZIAŁANIA KONCEPCJA A. JENSENA A/ mózg działa jak jednokanałowy system o ograniczonej pojemności B/ ślad neuronalny szybko zanika, im szybciej operujemy informacją tym lepiej ją wykorzystujemy C/ większa szybkość mentalna pozwala lepiej wykorzystać pamięć długotrwałą D/ szybsze tempo przetwarzania informacji przyczyną przewagi osób o wysokich wynikach w testach inteligencji (szczególnie w zadaniach wymagających szybkiego reagowania lub związanych z ograniczeniami czasowymi) E/ zwiększone tempo przetwarzania informacji jest determinowane przez szybkość procesu przesyłania informacji w neuronach F/ zmodyfikowany paradygmat Hicka niezaleŝny pomiar czasu reakcji RT, czasu decyzji DT oraz czasu reakcji motorycznej MT (MT+DT=RT) 8

9 SZYBKOŚĆ TRANSMISJI NEURONALNEJ JAKO PODSTAWA DZIAŁANIA Klasyczny paradygmat Hicka RT SZYBKOŚĆ TRANSMISJI NEURONALNEJ JAKO PODSTAWA DZIAŁANIA Zmodyfikowany pardygmat Hicka DT MT RT 9

10 SZYBKOŚĆ TRANSMISJI NEURONALNEJ JAKO PODSTAWA DZIAŁANIA KONCEPCJA A. JENSENA obserwacje A/ prosty czas reakcji jest słabo negatywnie skorelowany z IQ (r=-.20 do -.30) B/ prosty czas reakcji motorycznej nie jest skorelowany z IQ (!!) C/ czas reakcji z wyborem jest silniej negatywnie skorelowany z IQ niŝ prosty czas reakcji (sprzeczne wyniki) D/ czas reakcji motorycznej z wyborem jest negatywnie skorelowany z IQ E/ im większa ilość wyborów (bitów) tym silniejsza korelacja pomiędzy RT i IQ F/ wariancja czasu reakcji jest negatywnie skorelowana z IQ (silniej niŝ RT czy MT) SZYBKOŚĆ TRANSMISJI NEURONALNEJ JAKO PODSTAWA DZIAŁANIA KONCEPCJA A. JENSENA obserwacje G/ czas reakcji związany z wykorzystaniem STM (np. zadanie Sternberga) jest negatywnie skorelowany z IQ H/ czas reakcji związany z wykorzystaniem LTM (np. zadanie Posnera) jest negatywnie skorelowany z IQ I/ czas inspekcji (IT) jest negatywnie skorelowany z IQ K/ czas reakcji w zadaniu Odd-Man-Out jest negatywnie skorelowany z IQ (r=-60) 10

11 SZYBKOŚĆ TRANSMISJI NEURONALNEJ JAKO PODSTAWA DZIAŁANIA negatywna korelacja pomiędzy poziomem inteligencji a czasem potrzebnym do poprawnego rozpoznania bodźca - czasem inspekcji (IT inspection time) SZYBKOŚĆ TRANSMISJI NEURONALNEJ JAKO PODSTAWA DZIAŁANIA Paradygmat ODD-MAN-OUT DT MT RT 11

12 SZYBKOŚĆ TRANSMISJI NEURONALNEJ JAKO PODSTAWA DZIAŁANIA - krótsze czasy latencji potencjałów wzrokowych (Reed & Jensen, 1992) obserwowane u osób uzyskujących wyŝsze wyniki w testach inteligencji - szybsze przesyłanie impulsów w obrębie nerwu barkowego (Vernon & Mori, 1989; Reed & Jensen, 1991) w odniesieniu do osób o wyŝszej inteligencji PROBLEM: - czy obserwowane zaleŝności (niezmiernie rzadko replikowane) związane z prędkością przesyłania impulsów nerwowych są podstawą zaleŝności związanych z reakcjami behawioralnymi np. czasem reakcji lub czasem decyzji? - Jaki charakter ma zaleŝność pomiędzy czasem reakcji a poziomem intelektualnym? OSZCZĘDNY METABOLIZM JAKO PODSTAWA DZIAŁANIA KONCEPCJA R. HAIERA (efficiency theory) A/ niŝsze wskaźniki metabolizmu u osób o wyŝszym IQ w czasie rozwiązywania zadań (Haier et al. 1988; 1992) B/ większe moŝliwości oszczędzania energii w grupie o wyŝszej inteligencji PROBLEM: Dlaczego mózg miałby oszczędzać energię? 12