智商越高,脑细胞越大

聪明的人有更大的神经元
2019年2月27日

采访

Huib Mansvelder,荷兰自由大学

HUMAN-BRAIN-NEURONE

人类大脑皮层中的锥体神经元

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众所周知,自从爱因斯坦去世后,研究人员一直在研究他的大脑,试图了解他天才的基础。但他们基本上是一片空白,没有达成明确的共识。但是,正如阿姆斯特丹自由大学的Huib Mansvelder告诉Chris Smith的那样,他一直在做一个更现代、更可控的实验,试图理解为什么有些人比其他人更聪明,并在这个过程中回答了一个非常重要的悬而未决的问题……

Huib -从来没有人检查或观察过脑细胞的特性是否与精神能力有关。所以我们真的很想研究我们是否能找到人类大脑细胞的特性和他们的心智能力——智商之间的联系。所以我们考虑脑细胞的大小——这不仅仅是指细胞体的大小,还包括细胞体中细胞接收信息并与其他细胞接触的过程——我们还考虑它们的电行为。

克里斯:你认为这些神经元参数与大脑功能评估有什么关系?你如何衡量一个人的思考能力?

好吧。所以我们使用智商分数。我们用智商测试来测量。当然,这是一个粗略的简化-你当然不能把一个人的智力变成一个数字,但至少它给出了一个人的一般智力的很好的近似值。

克里斯:那么简而言之,你所说的是让我们把一个人在智商测试中的表现——尽管智商测试有局限性——与他们大脑中神经细胞的生理状况联系起来,根据这些神经细胞的数量以及这些神经细胞的工作能力和工作速度?

好吧。关键是其他人已经展示了大脑的某些部分——当你在核磁共振扫描中观察大脑时——大脑皮层的厚度与同一个人的智商分数有关。所以高智商的人往往在颞叶皮层和额叶皮层有更厚的皮质区域。这就是为什么我们认为皮质更厚的人有更大脑细胞的空间。

Chris -那么你是如何把这两者结合在一起并接近或获得脑细胞的,这样你就可以进行这些测量并将它们与智商联系起来?

人类的脑组织是很难得到的。所以只有很少的人的脑组织被取出。一种是癫痫,另一种是脑瘤。所以对于癫痫患者来说,大约20%到30%的人对药物治疗有抗药性。当癫痫病灶被很好地定位后,外科医生就可以移除他切除的组织中的癫痫病灶,然后进入那些更深的结构——这是我们带到实验室的皮质组织——在那里我们可以研究细胞的形状以及细胞的电活动,因为我们非常注意组织中的脑细胞是活的。

Chris:所以你可以在组织还能存活的时候用电来检查组织,然后也可以在同一样本中进行物理测量细胞的样子。所以你知道你是在比较苹果和苹果吗?

惠比:没错。在我们的电子记录过程中,我们给细胞注入一种化学物质,使细胞具有颜色,然后我们可以对其进行分析。

克里斯:什么关系出现了,因为你可能会把所有这些测量结果和病人在接受手术前填写的智商测试结合起来。那么它们之间是什么关系呢?你看到了什么?

好吧。我们看到的是,在智商测试中得分较高的患者往往有更大的脑细胞,更大的过程,更复杂,更多的分叉。此外,这些细胞更大,产生电信号的速度更快,并且比那些智商较低、细胞较小的患者能更好地维持更快的信号

克里斯:你认为这些细胞变大是因为它们一直都变大,还是你认为它们-就像伦敦的出租车司机一样他们对街道有更大的海马体-这些细胞对更多的使用和更多的刺激做出反应,它们的代谢变得更加活跃,这就是它们变大的原因?这是因果关系,还是一开始就很大?

Huib:有一些重要的遗传因素与智商分数有关,但是大脑的训练肯定会影响大脑的结构,所以我们认为这也会影响神经元的形状。

克里斯:你不认为你被迫研究来自有潜在神经病理学的人的组织可能会在某种程度上扭曲结果吗?

这是个好问题。所有参与这项研究的人都是癫痫患者。因此,我们比较了具有相似疾病背景的相似患者。我们从不从癫痫病灶上取组织;因此,我们带到实验室的组织只是为了让外科医生能够接触到,而且我们研究的特性,比如脑细胞的大小和电特性,我们在不同的病人组之间进行比较。我们也有来自肿瘤患者的组织:他们的病史与癫痫患者不同。我们比较患者组之间这些细胞的特性,然后检查其中一组是否存在偏差,或者是否在整个疾病背景中都存在偏差。我们永远无法回避这样一个事实,即我们必须使用来自患者的组织,但至少我们可以量化背景是否有一些影响。

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