知能の高い人の脳は、より効率的に課題を解決することができ、そのため、これらの人々は優れた認知能力を備えています。ETH Zurichの学習・指導研究の教授であるElsbeth Stern氏は、次のように述べています。「知能の高い人と低い人に同じ課題を与えた場合、知能の高い人は課題を解決するために必要な大脳皮質の活性化が少なくて済みます。」科学者はこれを神経効率仮説と呼んでいますが、この仮説はかなり以前から仮説の段階を脱しており、現在では十分な証拠に裏付けられた、専門家の間で争いのない事実として受け入れられています。
Stern氏の研究グループで博士論文に取り組んでいた際、Daniela Nussbaumer氏も、ワーキングメモリと呼ばれる能力を要する課題において、平均以上の知能を持つ集団でこの効果の証拠を初めて見いだしました。Nussbaumer氏は次のように説明しています。「大学生の脳の電気活動を測定したところ、平均よりやや高いIQの人と、平均をかなり上回るIQの人との間で、脳活動の違いを特定することができました。」神経効率の効果を特定するために行われた過去の研究は、一般的に知能に極端な差がある人々の集団を用いてきました。
顔の記憶力を検証
心理学者は、ワーキングインテリジェンスを、記憶と新しい情報を結び付ける能力、そして無関係になった情報を除外することで変化する目標に適応する能力と定義しています。前頭葉はこれらのプロセスにおいて中心的な役割を果たします。これらの能力を検証するため、ETH Zurichの研究者は、80名の学生ボランティアに、さまざまな複雑さの課題をコンピュータ上で解くよう求めました。
ある課題では、例えば、個々の文字または顔が、直前に被験者に提示された文字または顔の集合に含まれていたかどうかを判断することでした。特に難しい課題では、テストの過去の回で被験者に提示された文字や顔を、制限時間内に識別することでした。学生がテストに取り組んでいる間、研究者は脳波計（EEG）を用いて脳活動を測定しました。結果の分析にあたり、研究者は被験者に従来のIQテストを受けてもらい、その後、被験者を2つのグループに分けました。一方は平均よりやや高いIQの人々、もう一方は平均をかなり上回るIQの人々です。
中程度の難易度の課題における神経効率
研究者は、非常に簡単な課題または非常に難しい課題に取り組んだ際、どちらのグループの被験者にも脳活動の違いは見られませんでした。しかし、中程度の難易度の課題では明確な違いが見られました。Stern氏はこれについて、単純な課題では被験者の誰一人として全く困難を感じなかった一方、難しい課題は知能の高い被験者にとっても認知的に負荷が大きかったためだと説明しています。対照的に、中程度の難易度の課題では、全被験者が解くことに成功しましたが、知能の高い被験者はそのために必要な資源が少なくて済みました。
Stern氏は、効率の良い車と効率の悪い車の例えを用いています。「両方の車が低速で走行している場合、どちらの車もあまり燃料を消費しません。効率の良い車が最高速度で走行すると、やはり多くの燃料を消費します。しかし、中速では燃料消費量の差が大きくなります。」
知能は筋肉ではない
では、EEG測定によって知能について直接的な結論を導き出すことは可能なのでしょうか。Stern氏は、この知見に条件を付けています。「知能について何かを知りたい場合は、従来のIQテストを実施する必要があります。なぜなら、これらのテストは依然として最も信頼性の高い結果をもたらすからです」と彼女は述べています。EEGやその他の脳活動の測定は、個人の知能を評価するほど正確ではありません。とはいえ、これらの手法は、異なる知能のレベルが脳にどのように現れるかを研究する興味深い方法となり得ます。
ETH Zurichの研究者による知能研究は、ワーキングメモリを「鍛える」ことは不可能であることも示唆しています。これは、異なる研究で相反する結果が出ているため、近年、科学者の間で論争の的となってきた問題です。被験者が特定の課題を長期間練習すると、時間の経過とともに改善します。しかし、Stern氏と同僚が今回の研究で示したように、特定の課題を練習した人は、練習していない人と比べて、新しいが類似した課題に直面した際に何ら優位性を持ちません。
本記事は ETH Zurichとの協力により掲載されたものです。掲載は、世界経済フォーラムによる見解の支持を意味するものではありません。
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著者：Fabio Bergamin は ETH Zurich の寄稿者です。
画像：2011年1月7日、マサチューセッツ州ケンブリッジのMITミュージアムで開催された、マサチューセッツ工科大学の150周年を記念するMIT 150 Exhibitionのプレス内覧会において、患者「H.M.」の脳の切片の展示の前を歩く女性。REUTERS/Brian Snyder
