Kernwoorden brein biologie cortex feedback feedforward neurale feedback gedragswetenschappen hersenen hersenen & gedrag mri ontwikkeling intelligentie hoogbegaafdheid hoogbegaafd iq slim

Intelligentie is erfelijk

Genetische aanleg bepaalt volgens onderzoekster Daniëlle Posthuma verschillen in intelligentiequotiënt.

Daniëlle Posthuma onderzocht de afgelopen vier jaar een groep van 688 personen uit 271 families, waaronder diverse tweelingen. Naast het in kaart brengen van de erfelijkheid van het IQ in jonge en oude volwassenen, zocht ze naar de neuro-anatomische en neurofysiologische eigenschappen die de invloed van de genen op het IQ bewerkstelligen. Voor precies aanwijzen van genetische IQ-factoren is het nog te vroeg. Het onderzoek van Daniëlle Posthuma vormt wel een goed vertrekpunt voor de speurtocht naar de genen die meewerken aan een hoger IQ.

De proefpersonen voerden een IQ-test uit en daarnaast bepaalde Posthuma met diverse meetmethoden de waarnemingssnelheid, het breinvolume, de hoeveelheid grijze en witte stof en de snelheid waarmee mensen worden afgeleid. Ze vond een duidelijke samenhang tussen IQ en het volume van zowel de grijze stof en de witte stof in het brein. De snelheid waarmee mensen informatie verwerken – een van de kenmerken die een IQ-test oplevert – was gekoppeld aan de hoeveelheid witte stof. De omvang van het werkgeheugen – een ander IQ-test-kenmerk – hing samen met zowel de hoeveelheid witte als de hoeveelheid grijze stof, terwijl voor het verbaal begrijpen de gemeten hoeveelheden witte en grijze stof niet uitmaakten.

Genen die zowel de structuur als het functioneren van het brein beïnvloedden, vormen een verklaring voor de gemeten IQ-verschillen. Posthuma zegt in haar proefschrift dat verschillen in IQ voor wel tachtig tot negentig procent aan erfelijke factoren liggen. Nu enkele ‘uiterlijke’ (fenotype) erfelijke kenmerken van de hersenen zijn gekoppeld aan IQ, kan het tijd worden om de genen op te sporen die daarvoor zorgen. Mogelijke kandidaten daarvoor zijn bijvoorbeeld genen die de snelheid van de signaalgeleiding langs zenuwuitlopers bepalen.

zie ook:

Wat test een ‘IQ-test’?

Hersendossier De morgen /deel 4 december 2005

Intelligentie

Wie de genetica van intelligentie onderzoekt, waagt zich aan een netelig onderwerp.Zeker sinds het erg omstreden boek The Bell Curve,waarin de aartsconservatieve auteurs betoogden dat blanke Amerikanen erfelijk over een grotere intelligentie beschikken dan Afro-Amerikanen.

Onterechte politieke conclusies, reageert Robert Plomin. De hoog aangeschreven wetenschapper koos nochtans zelf voor een niet onbesproken terrein: de zoektocht naar genen die een rol spelen bij intelligentie. Een weg die voor velen evenzeer doembeelden oproept.

Lente 1998. Een opmerkelijke uitschieter in de stroom genen die het daglicht zien in het kader van het menselijk genoomproject. Geneticus Robert Plomin zegt een gen ontdekt te hebben dat verband houdt met een hoog IQ bij een groep bollebozen. Anno 2005 is het echter opvallend stil geworden. Bestaan die genen dan toch niet? “Nee, dat is het niet”, reageert Plomin.

“Uit allerlei adoptie- en tweelingstudies is herhaaldelijk gebleken dat intelligentie in sterke mate erfelijk is. Dat betekent dat er dna moet zijn dat belangrijk is. We weten nu alleen dat we de mouwen zullen moeten opstropen om het te vinden.”

Want algemene intelligentie proberen te ontrafelen is niet min.

Plomin: “Voor zulke complexe kenmerken is het veel moeilijker gebleken om betrokken genen te vinden. In één studie hebben we ons resultaat herhaald, in een tweede studie niet. Wetenschappers die schizofrenie, dementie, enzovoort onderzoeken, vertellen hetzelfde verhaal.Waarschijnlijk spelen bij intelligentie honderden genen samen een rol. Elk apart hebben die slechts een bijzonder kleine invloed. Dat is iets anders dan één gen dat de hoofdrol speelt, zoals bij huntington.”

Maar de gerespecteerde onderzoeker van het Londense Institute of Psychiatry geeft zijn ambitieuze doel niet op.

“Er zijn nieuwe technieken die het mogelijk kunnen maken.”

Een controversieel doel ook, want genetica van intelligentie sleept een kwalijke reputatie mee. Er kleeft een historiek van eugenetica aan en in 1994 goot het erg omstreden boek The Bell Curve olie op het vuur. Vooral het argument van auteurs Murray en Herrnstein dat verschillen in IQ-scores tussen verschillende rassen aangeboren biologische verschillen in intelligentie zouden reflecteren en dat positieve discriminatie dan ook weinig zin had, zette veel kwaad bloed.Een voorgeschiedenis waar Plomin ook nog regelmatig tegen opbokst.

“Maar dat boek raakt nauwelijks genetische bewijzen aan”, schreef hij ooit in Nature. “Zo’n rechts politiek beleid vloeit niet noodzakelijk voort uit wetenschappelijke data. Je zou trouwens net het omgekeerde dan Murray en Herrnstein kunnen betogen.“De bestaande data over genetica en algemene intelligentie zijn goed, maar je moet ze onpartijdig bekijken”, legt hij in Londen verder uit.

Over intelligentie en erfelijkheid bestaat wél al een consensus.

“Het is vrij logisch. Verschillen in intelligentie tussen mensen hangen gemiddeld even sterk af van erfelijke als van omgevingsfactoren. Als je denkt dat je het volledig zelf kunt sturen als je maar hard genoeg werkt, krijg je problemen. Dat geldt ook andersom. Intelligentie is in

Ras, sekse en IQEen wetenschappelijk mijnenveld

James Watson, van held ...tot outcast

1 / 16James Watsonfrom hero to outcast

Ideeën over ras, sekse en IQ liggen buitengewoon gevoelig. Sommigen vinden dat de wetenschap er überhaupt geen onderzoek naar moet doen. Anderen denken dat de samenleving daar juist baat bij heeft. Die laatste groep lijkt momenteel het tij weer mee te hebben.

Van held tot outcast in één opmerking. Het overkwam James Watson, één van de grootste wetenschappelijke helden van de twintigste eeuw. Samen met Francis Crick ontdekte hij in 1953 de structuur van DNA, wat hem in 1962 de Nobelprijs opleverde. In 2007 liet hij zich ontvallen dat uit onderzoek bleek dat de intelligentie van Afro-Amerikanen en blanken ‘niet echt’ gelijk is. Het kostte hem zijn baan als directeur van het Cold Spring Harbor Laboratory, en tastte zijn reputatie behoorlijk aan.Iets dergelijks overkwam Harvard-president Larry Summers in 2005 toen hij suggereerde dat de schaarste aan vrouwelijke topwetenschappers, behalve aan discriminatie, selectief personeelsbeleid en negatieve stereotypes, misschien ook deels het gevolg zou kunnen zijn van een verschil in aanleg tussen mannen en vrouwen. De daaropvolgende controverse zorgde er uiteindelijk voor dat hij zijn functie moest neerleggen.Ook in Nederland zijn wetenschappers in het verleden in de problemen gekomen door controversiële uitspraken. In de jaren tachtig werd onderzoeker Dick Swaab bekritiseerd voor zijn suggestie dat homoseksualiteit een genetische component had. En voormalig hoogleraar Buikhuisen werd aan de schandpaal genageld omdat hij zei dat mensen aanleg konden hebben voor crimineel gedrag.Deze voorbeelden laten zien hoe gevoelig onderwerpen als ras en sekse liggen. Nog steeds liggen voor- en tegenstanders van onderzoek naar ras, sekse en IQ regelmatig met elkaar overhoop. Ook in de nieuwe Nature kruisen ze de degens.'Onderzoek is zinloos'De Britse bioloog Steven Rose toont zich daarin tegenstander van onderzoek naar ras, sekse en IQ. Dergelijk onderzoek is in zijn ogen zinloos, omdat het onderwerp van studie niet helder is gedefinieerd. De definitie van zaken als ras en intelligentie zijn ‘onstabiel en afhankelijk van de sociale, culturele en politieke context’, aldus Rose. En zelfs als we biologische verschillen tussen bijvoorbeeld mannen en vrouwen zouden vinden, dan ontberen we de wetenschappelijke middelen om die verschillen te interpreteren.De bioloog vindt dergelijk onderzoek per definitie ideologisch: “In een samenleving zonder racisme zou de vraag of blanken slimmer of dommer zijn dan zwarten (…) niet eens worden gesteld”, aldus Rose. De kennis die uit dergelijke vragen voortkomt, is in zijn ogen niet zozeer gevaarlijk, alswel simpelweg onbruikbaar.De psychologen Stephen Ceci en Wendy Williams denken daar heel anders over. Zij vinden zulk onderzoek juist belangrijk voor wetenschap en samenleving. Critici hebben het in hun ogen vooral gemunt op wetenschappers die met genetische verklaringen komen. “Maar wie bezit de wijsheid om te bepalen welke visies gelucht mogen worden, en welke onderzoeksvragen toegestaan?”Beide partijen beschuldigen elkaar daarbij van onwetenschappelijkheid. “Het is slechts ideologie vermomd als wetenschap”, zegt Rose. “Als wetenschappers het zwijgen wordt opgelegd (….) begint het proces meer op religie dan op wetenschap te lijken”, reageren Ceci en Williams.Het kan weerEen rechtgeaarde wetenschapper zegt in zo’n geval: meer onderzoek is nodig. En dat is precies wat er gebeurt, zonder dat het altijd de controverse oplevert die je zou verwachten. Psychologe Susan Pinker publiceerde in 2008 een boek waarin ze zegt dat sekseverschillen veel belangrijker zijn dan discriminatie als verklaring voor het feit dat vrouwen nog steeds ondergerepresenteerd zijn in het bedrijfsleven, de politiek en veel wetenschappen. Het leverde haar niet alleen een bestseller op, maar ook veel lof en weinig kritiek.Het lijkt er dus op dat wetenschappelijk onderzoek naar sekseverschillen weer acceptabel is, en dat genetische oorzaken niet langer taboe zijn. Susan Pinker is overigens de zuster van Steven Pinker, de bekende taalwetenschapper die het in het 2005 publiekelijk opnam voor eerder genoemde Harvard-president Larry Summers.Summers is inmiddels weer volledig gerehabiliteerd: sinds kort is hij hoofd van de Economische Raad van het Witte Huis onder Obama. Ook Buikhuisen en Swaab kunnen weer. De voorstanders van wetenschappelijk onderzoek naar ras en sekse lijken de wind dus weer even in de rug te hebben. Welk onderzoek zal de boel weer volledig op zijn kop zetten?Bouwe van StratenSteven Rose, Stephen Ceci en Wendy M. Williams, ‘Should scientists study race and IQ?’, in Nature, 12 februari 2009Snellere feedback, slimmere hersenen Universiteit van Amsterdam (UvA)

donderdag, 3 augustus 2006

De laatste jaren is duidelijk geworden dat er een verband bestaat tussen intelligentie en deze verwerkingssnelheid: hoe sneller iemand een prikkel verwerkt, hoe slimmer hij is. Onderzoek van Jacob Jolij en collega’s heeft uitgewezen dat vooral snellere feedback – ‘communicatie’ van hogere naar lagere hersengebieden – in het brein samenhangt met een hogere intelligentie.

Waarom zijn sommige mensen slimmer dan andere? Een algemeen aanvaarde hypothese is dat slimmere mensen snellere hersenen hebben: de verbindingen tussen verschillende zenuwcellen van ‘slimmere’ hersenen zouden beter geïsoleerd zijn, waardoor prikkels sneller doorgestuurd kunnen worden. Echter, een recent onderzoek van

onder andere wetenschappers van de Universiteit van Amsterdam (UvA) laat zien dat deze hypothese verfijnd moet worden: slechts één specifiek soort verbindingen werkt sneller in slimmere hersenen, namelijk de zogeheten feedback-verbindingen. Het onderzoek wordt binnenkort gepubliceerd in het vaktijdschrift Neuroreport.

Om te meten hoe snel informatie verwerkt wordt, maken hersenonderzoekers gebruik van EEG, een techniek om hersengolven te meten. De tijd tussen het aanbieden van een prikkel en het optreden van bepaalde hersengolven is een maat voor verwerkingssnelheid. De laatste jaren is duidelijk geworden dat er een verband bestaat tussen intelligentie en deze verwerkingssnelheid: hoe sneller iemand een prikkel verwerkt, hoe slimmer hij is. Jacob Jolij, die binnenkort promoveert aan de UvA en tegenwoordig werkt als universitair docent aan de Universiteit van Exeter, legt uit dat het niet zo simpel is als het lijkt: “Door het EEG-onderzoek naar intelligentie weten we nu dat slimmere hersenen sneller werken. Het is echter lastig om met EEG precies vast te stellen wat er nu sneller gaat in slimmere hersenen. Je hebt namelijk verschillende typen verbindingen tussen hersengebieden. In het onderzoek tot dusver is daar nauwelijks aandacht aan besteed.”

Slimmere hersenen werken sneller. Onderzoek van Jolij en collega’s heeft uitgewezen dat vooral snellere feedback – ‘communicatie’ van hogere naar lagere hersengebieden – in het brein samenhangt met een hogere intelligentie.

Snelle analyse van prikkels

Jolij en zijn collega’s maken in hun onderzoek onderscheid tussen feedforward- en feedback-verbindingen. Jolij: “De visuele gebieden in de hersenen zijn hiërarchisch georganiseerd: als een prikkel via het netvlies het brein binnenkomt, dan worden verschillende aspecten van die prikkel achtereenvolgens verwerkt in gebieden met namen als V1, V2, enzovoort. Verwerking begint in V1, en de informatie wordt vervolgens doorgestuurd naar ‘hogere’ gebieden, tot aan de gebieden die een respons kunnen genereren, bijvoorbeeld het indrukken van een knop. Dat doorsturen gaat via feedforward-verbindingen.”

“De laatste jaren wordt er echter steeds meer aandacht besteed aan feedback-verbindingen: verbindingen van hogere naar lagere gebieden. Recent is duidelijk geworden dat die verbindingen een belangrijke rol spelen in processen als het interpreteren van visuele scènes. Door gebruik te maken van specifieke stimuli, texturen, kun je die feedback-processen meten met EEG.” Het team ontdekte dat niet de snelheid van hersengolven die veroorzaakt worden door feedforward-activiteit samenhangt met intelligentie, maar juist de snelheid van hersengolven die veroorzaakt wordt door feedback. Volgens Jolij laat dit zien dat het niet zozeer de snelheid is waarmee een prikkel geregistreerd wordt die samenhangt met intelligentie, maar juist de verdere analyse van een prikkel. “Ons onderzoek laat zien dat de samenhang tussen verwerkingssnelheid en intelligentie niet zo simpel is als gedacht. Het lijkt erop dat het onderzoek naar de neurale basis van intelligentie zich meer moet gaan richten op specifieke hersenprocessen, en dan met name de feedback-verbindingen.”

Zie ook:

Hoogbegaafd door je cortex (Kennislinkartikel) Intelligentie is erfelijk (Kennislinkartikel) Nieuwsgierigheid zit in je genen (Kennislinkartikel)

Attachment: abstract_dutch.pdf

2006

Knappe koppen krimpen laterDe grootte van de komplete hersenen heeft niks met je intelligentie te maken: het aantal grijze cellen( en de axonen = de witte stof die de verbindingzen legt ) in bepaalde delen van de hersenen echter wel

Maar vooral de groei van je hersenen in de kindertijd is belangijk . Het Amerikaanse National Institute of Mental Health ontdekte dit door zo’n 300 gezonde kinderen te volgen vanaf hun 5e tot hun 18e jaar.

De psychiater Philip Shaw bestudeerde talloze MRI-scans van de hersenen van kinderen. Hij keek naar de dikte van een bepaald gedeeltde van de hersenen: de cortex waar de intellectuele vermogens zitten. De kinderen werden meerdere malen gescand, steeds met een pauze van twee jaar. Ook deden ze regelmatig mee aan IQ-testen.

Het onderzoek toonde aan dat de slimste 7-jarigen een relatief dunne cortex hebben die snel groeit. Wanneer ze rond de 12 jaar oud zijn, wordt de cortex weer wat dunner. De minder intelligente kinderen hebben op hun 8e jaar al de maximale cortexdikte bereikt. Als de kinderen officieel volwassen zijn, met hun 19e jaar, hebben de intelligente én minder intelligente kinderen dezelfde dikte.

Er valt nog veel te onderzoeken om de werking van de hersenen helemaal te begrijpen. Het is bijvoorbeeld nog onzeker of de groeisnelheid erfelijk is, of door omgevingsfactoren wordt bepaald. Ook is het nog een raadsel waarom de cortex na de groeiperiode opeens krimpt.

Bron: gezondheidsnet.nl

Hoogbegaafd door je cortex

Niet de omvang van het brein, maar de ontwikkeling van de hersencortex maakt dat sommige kinderen intelligenter zijn dan hun leeftijdsgenootjes. Dat blijkt uit een onderzoek van neuroloog Philip Shaw, die zijn bevindingen vandaag in het tijdschrift Nature publiceert.

Het onderzoek naar de rol van de genen en hersenen in intelligentie en hoogbegaafdheid heeft geleid tot veel discussie. Zo beweerden wetenschappers Charles Murray en Richard Herrnstein in hun boek ‘The Bell Curve’ dat verschillen in IQ terug te voeren waren op ras: zwarte Amerikanen waren minder slim, en hier was niks aan te doen, want het zat hem in hun genen. Een storm van protest was het gevolg.

De volgende wetenschappers die hun vingers brandden aan het linken van eigenschappen van de genen of de hersenen aan IQ beweerden dat het hersenvolume bepalend zou zijn voor de intelligentie. Een van hun conclusies: vrouwen zijn minder intelligent dan mannen, want hun hersenen zijn minder groot. Discriminerend, oordeelden veel van hun collega’s.

Meer dan 300 kinderen onder de scanner

Na deze debacles zijn er nog maar weinig wetenschappers die zich durven bezighouden met het onderzoeken van een mogelijk verband tussen de hersenen en IQ. De Amerikaanse neuroloog Philip Shaw durfde het echter wel aan. Samen met zijn team van de National Institute of Mental Health (Bethesda, Maryland) onderzocht hij een groep van meer dan 300 kinderen terwijl zij opgroeiden. Vandaag publiceert hij zijn bevindingen in het tijdschrift Nature.

Een MRI-scanner (of voluit: magnetic resonance imaging scanner) kan worden gebruikt om een soort foto van je brein te maken.

Toen Shaw’s onderzoek begon waren de kinderen zes jaar oud, het onderzoek werd afgesloten toen ze 19 jaar oud waren. In die periode werden de kinderen onderworpen aan een serie cognitieve tests zoals het bepalen van hun verbale en niet-verbale kennis en hun redeneervermogen. Deze scores samen golden als hun IQ; de maat voor intelligentie in dit onderzoek. Het team van neuroloog Shaw deed ook metingen aan de hersenen. Ongeveer elke twee jaar werd het brein van de kinderen bekeken onder een MRI-scanner. Dit apparaat kan een soort foto van je brein maken. Door dit met intervallen te doen kon de ontwikkeling van het kinderbrein in kaart worden gebracht.

Verschil in de ontwikkeling van de cortex

Een opzienbarend resultaat tekende zich af toen de kinderen in drie groepen werden verdeeld op basis van hun IQ-scores. Bij de allerintelligentsten bleek zich een karakteristiek patroon voor te doen in de ontwikkeling van hun hersencortex. De cortex is het buitenste, dunne laagje dat ‘bovenop’ onze hersenen ligt. Hoewel de cortex slechts enkele millimeters dik is, is hij heel belangrijk voor veel van onze hogere hersenfuncties, zoals het geheugen.

De cortex van de intelligentste kinderen ontwikkelde zich op een unieke manier. Toen de kinderen nog erg jong waren, was hun cortex dunner dan die van hun leeftijdsgenoten. Hij groeide echter bijzonder snel, en aan het begin van de tienerjaren was hun cortex juist dikker dan die van andere tieners. Dit verschil was het grootst in de prefrontale cortex. De prefrontale cortex bevindt zich ruwweg bij je voorhoofd en is betrokken bij onder andere plannen en redeneren. Tegen de tijd dat alle kinderen 19 jaar oud waren, waren de verschillen verdwenen: ieders cortex bleek weer even dik.

Het verschil tussen hoogbegaafde kinderen en hun leeftijdsgenoten zit hem in de ontwikkeling van hun cortex. Of, zoals Philip Shaw het zelf uitdrukt: “Het is niet zo dat begaafde kinderen meer grijze massa hebben. Intelligentie zit hem in het ontwikkelingstraject van het brein.” Goed nieuws dus ook voor de vrouwen onder ons: een kleiner brein betekent niet dat vrouwen minder intelligent zijn dan mannen. Het is de hersencortex die het em doet.

Bron: Nature, volume 440, number 7084, pp676

Zie ook:

Scans suggest IQ scores reflect brain structure (Eng.) Nieuwsgierigheid zit in je genen: wil je weten hoe we dat weten? (Kennislink artikel) Het voordeel van intelligentie (Kennislink artikel) Intelligentie is erfelijk (Kennislink artikel) Venus en Mars Landelijk informatiecentrum hoogbegaafdheid Animatie van de hersenen (Hersenstichting) Over (f)MRI Over The Bell Curve door Charles Murray en Richard Herrnstein (Eng.)

2011

Genen beïnvloeden grootte brein en intelligentieCaroline Hoek 16 april 2012

Wetenschappers hebben genen ontdekt die deels kunnen verklaren waarom de één een groter brein heeft of slimmer is dan de ander.

De onderzoekers deden hun ontdekking nadat ze het brein van meer dan 21.100 mensen hadden gescand. Ook brachten ze het genetisch materiaal van deze mensen in

kaart. Hun studie had twee duidelijke doelen. “We zochten naar genen die de kans op een erfelijke ziekte vergroten en we zochten naar factoren die ervoor zorgen dat

weefsel wegkwijnt en dat het brein kleiner wordt, want dat kan weer leiden tot erfelijke ziekten zoals schizofrenie, bipolaire stoornis, depressie, Alzheimer en dementie,”

vertelt onderzoeker Paul Thompson.

Kleiner breinDe onderzoekers scanden de hersenen van de proefpersonen en filterden de mensen met een kleiner brein eruit. Vervolgens keken ze naar het genetisch materiaal van

deze mensen. Zo ontdekten ze dat er een verband was tussen kleine veranderingen in de genetische code en verkleinde geheugencentra in het brein. Deze veranderingen

in de genetische codes werden bij mensen uit tal van werelddelen aangetroffen. Blijkbaar is het dan ook een heel universele verandering die kan leiden tot een kleiner brein.

Intelligentie / MedicijnenEn dat is hoopgevend. “Miljoenen mensen dragen een variatie in DNA bij zich dat de vatbaarheid van hun brein voor tal van ziekten verkleint of vergroot. Zodra we een gen

geïdentificeerd hebben, kunnen we het met een medicijn aanpakken om zo het risico op ziekten te verkleinen. Mensen kunnen ook preventieve maatregelen nemen,

bijvoorbeeld door te sporten, gezond te eten en hun brein te stimuleren om zo het effect van het slechte gen uit te wissen.”

Maar de onderzoekers vonden niet alleen genen die samenhangen met een kleiner brein. Ze stuitten ook op een gen dat verschillen in intelligentie kan verklaren. Het gaat

om het gen HMGA2. Dit gen kent vier bases: A, C, T en G. Mensen die in plaats van een T een C hadden, hadden over het algemeen een groter brein en scoorden beter

tijdens IQ-tests. En dat is een zeer opvallende ontdekking. “Eén enkele verandering in letter leidt tot een groter brein.”

Voor dit onderzoek werkten meer dan 200 wetenschappers van zo’n 100 instituten wereldwijd met elkaar samen. Een vruchtbare samenwerking. “Voor het eerst hebben we

waterdicht bewijs dat genen het brein beïnvloeden. Dat geeft ons aanwijzingen over hoe we hun invloed kunnen aanpakken.”

20 oktober 2011

Tieners hebben zeer variabel IQHet IQ van tieners verandert naarmate ze ouder worden, concluderen Sue Ramsden e.a. deze week in Nature. De veranderingen zijn ook te zien op een MRI-scan.

Het algemene denkbeeld is dat de IQ-score van een individu gedurende het leven min of meer gelijk blijft, maar in het onderzoek van Ramsden e.a. varieerde deze score tot 21 punten per vier jaar. De onderzoekers testten het totaal-IQ van 33 gezonde tieners op twee momenten; de eerste keer toen zij 12-16 jaar oud waren, de tweede keer toen ze 15-20 waren. De test kende aparte scores toe voor het verbale IQ en het performance IQ, dat relatief onafhankelijk is van verbale vaardigheden. Elke deelnemer kreeg beide keren een MRI-scan.

Bij de eerste meting varieerde het IQ van de deelnemers tussen 77 en 135, bij de tweede meting tussen 87 en 143. Het verschil in totaal-IQ tussen deze twee meetmomenten liep van -18 tot +21. Veranderingen in het verbale IQ waren geassocieerd met veranderingen in de hersenstructuur in het gebied dat geactiveerd is bij articulatie. Bij veranderingen in het performance IQ zagen de onderzoekers verschillen in het anterieure cerebellum, waar zich de bewegingscoördinatie van de hand bevindt.

Eerder onderzoek wees al uit dat IQ is gecorreleerd met de grootte van het brein en de dikte van de cortex in frontale, pariëtale en temporale regio’s. De auteurs stellen dat de bevindingen de plasticiteit van het brein in de tienerjaren onderstrepen.

Sarah Sloot

Nature 2011, doi: 10.1038/nature.10514

Grillige intelligentie Hersenontwikkeling in de pubertijd kan IQ veranderen

Door: Nadine Böke Brein & Gedrag Mens & Maatschappij

Je IQ ligt minder vast dan gedacht. Veranderingen in het volume van bepaalde hersengebiedjes tijdens je pubertijd kunnen je intelligentiescore flink omhoog krikken – of juist omlaag.

Je intelligentie, uitgedrukt in IQ, verandert gedurende je leven nauwelijks. IQ-testen die op jonge leeftijd worden gedaan zijn daarom een goede voorspeller voor hoe iemand later in zijn of haar leven zal functioneren. Tenminste: dat is wat wetenschappers tot nu toe dachten.

Maar volgens onderzoek dat deze week in Nature staat kan je IQ wel degelijk veranderen. Zonder dat daar iets radicaals als een hersenbeschadiging aan te pas komt. Als je opgroeit, zijn je hersenen nog volop in ontwikkeling. Sommige hersengebieden kunnen daarbij in volume toe- of afnemen ten opzichte van de rest van je hersenen. En anders dan dus werd gedacht, kunnen zulke veranderingen wel degelijk tot flinke veranderingen in je IQ leiden.

Een groep Britse onderzoekers, onder leiding van Cathy Price, ontdekte dit door een groep van 33 tieners te onderwerpen aan een aantal IQ-testen, begeleid door hersenscans. Zij testten de pubers in 2004 en nog een keer in 2008, toen de hersenen van de kinderen inmiddels min of meer volwassen waren. De wetenschappers keken in dit onderzoek naar drie soorten IQ. Namelijk het verbale (oa taalgevoel, algemene kennis, geheugen), performale (oa zien wat er ontbreekt in een plaatje, visuele puzzels) en het algemene IQ van de kinderen.

Gemiddeld genomen over de gehele groep bleef het IQ van de pubers gedurende de vier jaar redelijk constant. Maar op individueel niveau waren er wel degelijk veranderingen te zien. En daarbij ging het niet om een paar miezerige IQ-puntjes. Het verbale, performale en algehele IQ was bij sommige van de kinderen in die paar jaar tijd tot wel twintig punten omlaag geschoten. En bij anderen tot wel twintig punten omhoog. Voor de kenners van statistiek: dit is meer dan een volle standaarddeviatie, die voor IQ op vijftien punten ligt.

Nou schommelen IQ-scores wel vaker een beetje. Iedereen heeft tenslotte wel eens stomweg z’n dag niet. Omdat je slecht geslapen hebt, of andere dingen aan je hoofd hebt. Maar de veranderingen in de scores van de pubers konden maar voor ongeveer vijftig procent door zulke ‘natuurlijke schommelingen’ verklaard worden. Er moest dus nog een oorzaak zijn.

Wat die andere oorzaak was, zagen Price en haar collega’s toen de ze hersenscans van de kinderen gingen analyseren. De toe- of afname van het verbale en performale IQ (en daarmee ook het algehele IQ) bleek samen te hangen met veranderingen in het volume van twee specifieke hersengebiedjes. Opvallend genoeg ging het hierbij niet om hersengebieden die traditioneel in verband worden gebracht met intelligentie. Veranderingen in het verbale IQ hingen samen met veranderingen in het zogenoemde motorische spraakgebied in de linkerhersenhelft. En veranderingen in het performale IQ met veranderingen in de voorste kwab van de kleine hersenen.

Als een kind slecht scoort bij een IQ-test, zegt dat dus niet per se alles. Dit kan op iets latere leeftijd best nog goed komen, afhankelijk van hoe de hersenen van dat kind zich zullen ontwikkelen. Helaas is er bij het onderzoek van Price niet gekeken naar hoe het precies kan dat de hersengebiedjes van de onderzochte pubers relatief toe- of afnamen ten opzichte van de rest van hun hersenvolume. Het is dus niet bekend of je dit misschien gericht kunt trainen

Hersenen & Gedrag

Beleving in woord, beeld en getal.door Mariska van Sprundel21 Okt 2011Er is weer werk aan de wetenschap. NEMO-bezoekers kunnen deze herfstvakantie meedoen aan een nieuw onderzoek in het Science ...Slaapgebrek slecht voor puberbreindoor Mariska van Sprundel12 Okt 2011Het blijft verleidelijk: nog even die late film afkijken ook al gaat de wekker weer vroeg volgende morgen. Toch kunnen pubers ...Dromen van Spinozapremiewinnaarsdoor Kahliya RondeMRI helpt precies te prikkelendoor Marije Nieuwenhuizen08 Sep 2011

Diepe hersenstimulatie stopt bij Parkinsonpatiënten het trillen van de ledematen. Maar de plaatsing van de stimulatie-elektrode ...Onderwijsprestaties van kinderen met ouders die veel tv kijken blijven achter

2009http://www.cpsimoes.net/index.php?option=com_content&view=article&id=110:human-intelligence-determined-by-volume-and-location-of-gray-matter-tissue-in-brain&catid=35:noutras-linguas&Itemid=59Menselijke intelligentie lijkt mede bepaald te worden door het volume en de plaatsing van de grijze hersencellen in het breinweefsel

Richard Haier et al.Algemeen menselijke intelligentie lijkt te zijn gerelateerd aan het volume grijze stof in de weefsels van bepaalde gebieden van de hersenen, Onderzoeker van het UC Irvine College of Medicine vonden deze correlaties in de meest uitgebreide structurele hersen-scan studie naar intelligentie(tot nu )

De studie ontdekte ook dat deze regio's gerelateerd aan intelligentie , niet kompleet verspreid liggen over de ganse hersenen, maar waarschijnlijk grotendeels zijn gelokaliseerd in een "intelligentie centra", zoals de frontale kwab.

Richard Haier, professor in de psychologie aan de afdeling Kindergeneeskunde en lange tijd onderzoeker van de de menselijke intelligentie en collega's van UCI en de Universiteit van New Mexico , maakten gebruikt van structurele MRI beelden van de hersenen van 47 normale volwassenen, waarvan ook standaard intelligentie quotiënt testen waren afgenomen

De onderzoekers gebruikten de zogenaamde voxel-based morfometrie methode ... grijze stof volume in de hersenen werd zodoende gecorreleerd aan IQ-scores .

De (voorlopige ) resultaten van de studie , verschenen op de online versie van Neuro-Image.

Uit eerder onderzoek was gebleken dat grotere hersenen slechts zwak zijn gerelateerd aan een hogere IQ, maar deze studie is de eerste om aan te tonen dat grijze stof in bepaalde regio's van de hersenen meer verband houden met het IQ dan de totale hersengrootte.

Meerdere hersengebieden zijn verbonden met gerelateerd het IQ, ontdekten de UCI en UNM onderzoekers , en verschillende combinaties van deze gebieden kunnen invloed hebben op IQ-scores. Daarom is het waarschijnlijk dat de mentale sterke en zwakke patronen bij een persoon voor een groot deel afhangen van de distributie van de grijze stof op de individuele hersenconfiguraties van die regio's

"Dit kan verklaren waarom de ene persoon heel goed is in wiskunde en niet zo goed in spelling, en een andere persoon, met hetzelfde IQ, een tegenovergestelde patroon van vaardigheden toont , ' zei Haier .

Terwijl de grijze stof volumevan vitaal belang is bij het uiteindelijk bereikte intelligentie niveau, waren de onderzoekers verrast met de ontdekking dat slechts rond de 6 procent van alle grijze stof in de hersenen lijkt te maken te hebben met het IQ.

"Er is een constante toevoer van informatie die wordt verwerkt in het gehele brein, maar intelligentie lijkt verbonden met een efficiënt gebruik van relatief weinig structuren, waar meer grijze massa, gevoelig de resultaten verbeterd "aldus Haier. "Bovendien zijn die structuren ook van belang bij een goed geheugen, aandacht ( alertheid ) en taalbjheersing ."

De resultaten suggereren ook dat de hersengebieden waar de grijze stof is gerelateerd aan het IQ , enkele verschillen tussen jong-volwassene en mensen op middelbare

leeftijd , tonen.

Op middelbare leeftijd, houden meer frontale en pariëtale kwabben verband met het IQ; Minder frontale en temporale gebieden zijn meer zijn gerelateerd aan het IQ van jong- volwassenen.

Het onderzoek gaat niet in op de vraag waarom sommige mensen meer grijze stof in bepaalde hersengebieden bezitten , dan andere mensen,

Uit eerder onderzoek is gebleken dat de regionale spreiding van grijze stof bij mensen zeer erfelijk is bepaald . Haier en collega's are currently evaluating the MRI data to see if there are gender differences in IQ patterns. Haier en zijn collega's evalueren en be studeren op dit moment de MRI-data nog grondiger en wel om te zien of er ook geslachts-verschillen in de IQ patronen kunnen worden ontdekt ...

BOSKOPS ‘Boskops’, een soort mensen die slechts tienduizenden jaren geleden geleefd zouden hebben. Vroeg in de twintigste eeuw was er veel ophef over deze Boskoppen (in Zuid-Afrika gevonden en benoemd : het enkelvoud ‘Boskop’ in het Nederlands mag men verlengen naar ‘Boskoppen’ voor het meervoud ? ). Boskop : Schedel van een mogelijke vroege Homo sapiens : vertegenwoordigd door een schedel gevonden in Transvaal ; Vroeger door sommige antropologen beschouwd als een aparte soortIn het najaar van 1913, ontdekten twee zuid -afrikaannse boeren mensachtige schedel fragmenten tijdens het graven van een drainage greppel. dicht bij Boskop, een klein stadje van ongeveer 200 km landinwaarts van de oostkust van Zuid-Afrika.Zij brachten alles naar Frederick W. FitzSimons, directeur van het Port Elizabeth Museum, De wetenschappelijke gemeenschap van Zuid-Afrika was klein . Eigenlijk lang voordat de schedel onder de aandacht kwam van S. H. Haughton, waren al een paar formeel opgeleide paleontologen op de hoogte . De eerste bevindingen komen tijdens een bijeenkomst van 1915 van de Royal Society of South Africa. "De craniale capaciteit moet zeer groot,zijn geweest " , en "berekening volgens de methode van Broca geeft minimaal volume van 1,832 cc [kubieke centimeter]." De schedel van Boskop, zo leek het, was misschien 25 procent of meer groter dan onze eigen hersenen

Boskops tonen ons afrikaanse mensen met grote hersenen,(en misschien grote intelligentie, ) in het recente verleden, en misschien zelfs met meer hersenen dan eventueel minder geavanceerde Homo sapiens uit diezelfde periode ....Lynch en Granger speculeren dat de enorme Boskop hersenen ("[hun] hersenen grootte is ongeveer 30 procent groter zijn dan de "onze "— dat wil zeggen een 1.750-cc hersenen tegenover onsgemiddelde van 1350 cc.... en met een grotere prefrontale cortex van een maar liefst 53 %)

Er is echter een groot probleem. Ze hadden geen beschaving. Ze leefden ongeveer 10.000 jaar geleden, maar de enige beschavingen geschikt voor hun veronderstelde capaciteiten onstonden veel later Maar of ze nu in een bos of een woerstijnachtig gebied woonden of niet, deze koppen waren gigantisch! Op basis van de schedelmetingen zouden ze (volgens voormelde auteurs )een breinomvang hebben gehad van ruim 30% groter dan het hedendaagse menselijke gemiddelde. Daarnaast zouden ze kleine gezichten hebben gehad en zeker geen groter lichaam dan wij.

Nu is het niet automatisch zo dat een groter brein samengaat met een grotere intelligentie. Olifanten hebben een groter brein dan mensen, maar hoewel ze een notoir geheugen hebben zijn ze niet intelligenter te noemen. Zo zijn er meer dieren met een groter brein, waarvan wij toch durven stellen dat we het winnen op IQ.

Het gaat, kortom, niet om de absolute grootte van het brein. Echter, intelligentie zit welzeker in het brein, dus hoe zit dat?

Het blijkt dat de relatieve grootte van het brein, ten opzichte van het lichaam, (--> allometrie )relateert aan intelligentie (of complexiteit van gedrag).

Oftewel, hoe groter je brein in relatie tot je lichaamsomvang, hoe slimmer je bent. Dit geldt voor vergelijkingen tussen soorten dieren, niet zozeer voor individuen binnen een soort. (De zaken liggen strikt genomen nog iets complexer, in werkelijkheid wordt gebruik gemaakt van de ‘encephalization quotient’: de ratio tussen breinomvang en de ‘voorspelde’ breinomvang voor een bepaalde lichaamsomvang).

Bijgevoegd ziet u een grafiek met diersoorten waar relatie tussen grootte van brein en lichaam te zien is.

Een paar dingen vallen op.

Ten eerste is er duidelijk een relatie tussen grootte van lichaam en van brein. Dat was natuurlijk te verwachten, want wat moet bijvoorbeeld een mug met een brein zo groot als dat van een olifant? (Niet van een mug een olifant maken…).

Ten tweede zijn er fundamentele verschillen tussen categorieën van dieren. Zo zijn vissen en reptielen (en dinosaurussen) aanzienlijk lager als groep dan zoogdieren, als het aankomt op brein-lichaam ratios. Zijn ze dan dommer?

Ten derde zijn apen als groep wel duidelijk hoger geschaald en vallen de menssoorten (H. Sapiens zijn wij, H. habilis en A. Africanus zijn uitgestorven vroegere menssoorten) daar nog eens boven.

De mens zoals wij hem kennen, Homo Sapiens, steekt er duidelijk bovenuit: je ziet een sterke afwijking van het ‘mens-kruisje’ ten op zichte van de lineaire curve die diagonaal omhoog loopt en het algemene verband tussen brein en lichaam grootte weergeeft.

Dolfijnen overigens hebben een opvallend hoge brein-lichaam grootte ratio.

Terug gaan naar onze Boskoppen: deze mensen hadden breinen die 30% groter waren dan de onze, zonder een grotere lichaamsomvang.

Dat is ongeveer eenzelfde vergroting als onze breinen ten opzichte van de breinen van H. Erectus, een vroege mensensoort die welzeker primitief te noemen was.

Hoe ontwikkeld moeten die Boskoppen wel niet geweest zijn? In de jaren 20 tot 50 van de vorige eeuw was de ontdekking van de Boskop schedels dan ook stof voor veel discussie. Waren wij Homo Sapiens soms niet de intelligentste soort die op aarde rond had gelopen? Waren de Boskoppen superieure wezens?

Waar waren ze gebleven?

Begrijpelijke vragen. Fascinerende vragen.

De schrijvers van ‘Big Brain’ (Gary Lynch en Richard Granger )beginnen hun boek met de vraag waarom wij niet allemaal van Boskoppen gehoord hebben. Tenslotte is het gegeven een wereldveranderaar. Ze geven kort aan dat het wellicht te veel moeilijke vragen oproept, dat mensen het een onprettig idee vonden, dat er na 1950 niet zoveel bewijs meer was voor hun superioriteits -gevoel en hun rassen vooroordelen …

Echter, helaas is een snelle Google-search genoeg om een ander beeld te schetsen. Een expert als John Hawks haalde hard uit naar de ideeen van "big brain " .

Er is wel degelijk ander bewijs sinds die tijd, maar het is vooral bewijs dat het boskops verhaaltje en de conclusies die eraan worden opgehangen , eigenlijk gewoon een beetje onzin is . I

nderdaad, de gevonden schedel was buitenproportioneel groot, maar niet zo groot om automatisch aan te nemen dat er sprake was van een nieuwe soort.

Het zullen gewoon ‘outliers’ geweest zijn, mensen van ‘normale’ mensensoorten die een uitzonderlijk groot hoofd hadden.

Dat gebeurt. Er is altijd variatie om een gemiddelde.

Mensen hebben ook een gemiddelde lengte, maar als toekomstige antropologen het skelet van voetballer Peter Crouch ontdekken, zullen ze zich vergissen als ze daar een nieuwe menssoort van maken.

Om nog niet te spreken van de langste mens ter wereld (2.51 cm).

Er is volgens Hawks in ieder geval geen onomstotelijk bewijs dat er een soort mensen was dat gemiddeld veel grotere breinen had dan wij.

http://evolutie.blog.com/2008/09/13/de-evolutie-van-de-hersenen/De evolutie van de hersenenHet woord hersenen komt niet voor in de index van de recentste professionele evolutiehandboeken (1). Dat is opmerkelijk! Het orgaan dat de menselijke soort tot de meest dominante biologische soort op aarde heeft gemaakt, is vergeten. Het orgaan dat taal en bewustzijn produceert in een mate die bij geen enkel ander dier terug te vinden is, ontbreekt gewoon. Hoe kan de evolutietheorie nu compleet zijn zonder de hersenen? Sinds ik Eric Kandel’s boek In Search of Memory gelezen had (zie blog 10 jan) heb ik mij afgevraagd: wat is er bekend over de evolutie van de hersenen? en met name: wat maakt ons brein zo verschillend van het chimpanzee brein? En via welke evolutionaire stappen is het menselijk brein ontstaan? De neo-Darwinistische theorie van evolutie is niet compleet zonder kennis van de mutaties die verantwoordelijk zijn voor de bijzondere eigenschappen van de menselijke hersenen. Eric Kandel maakte wel een paar intrigerende opmerkingen, maar het was voor hem duidelijk een zijpaadje. Evolutionaire psychologie heeft in dit opzicht niet veel te bieden. Wat we nodig hebben is de genetische basis van de hersenen en vooral de verschillen van mens – zoogdieren. Dat moet toch mogelijk zijn in een tijd waarin het menselijk én het chimpansee genoom bekend zijn.

De eerste stap in de goede richting is gezet door Gary Lynch and Richard Granger (2008) Big Brain. The Origins and Future of Human Intelligence .

Zij geven niet alleen anatomische verschillen maar ook functionele verschillen in de hersenen van mens en andere zoogdieren. Ze besteden ook aandacht aan de genetische basis van de hersenen en intelligentie.

Zo geven ze voorbeelden uit de medische genetica zoals Williams Syndrome waarbij een stuk van chromosoom 7 ontbreekt en de hersenen 15% kleiner zijn dan normaal (2).

Dit soort zaken geven wetenschappers belangrijke hints over de genetische basis van de menselijke hersenen en zal hopelijk uiteindelijk leiden tot inzicht in welke genen de unieke eigenschappen van de menselijke hersenen bepalen.

En dat is weer nodig om er achter te komen hoe die genen ontstaan zijn, d.w.z. welke mutaties in bestaande zoogdiergenen de menselijke genen hebben gemaakt tot wat ze nu zijn. We kunnen niet zonder dat laatste om een complete neo-Darwinistische theorie van de evolutie van de menselijke hersenen op te kunnen stellen.

Het doel van Lynch and Granger is niet een neo-Darwinistische theorie van de evolutie van de menselijke hersenen te schetsen -ze zijn geen evolutiebiologen-, maar ze doen wel belangrijke stappen in die richting.

Het is bekend dat Darwin niets wist van genetica (naar huidige maatstaven tenminste). Maar hij wist eigenlijk ook niets van hersenen (alweer naar huidige maatstaven). Genetica en neurologie zijn ook de wetenschappelijke disciplines die aan Darwinisme moeten worden toegevoegd. Nauwkeuriger gezegd: de genetische basis van de evolutie van zoogdierhersenen.

Met genetica is dat al gebeurd. Nu de hersenen nog.

.

Noten

1. Freeman and Herron (2007) Evolutionary Analysis; Barton et al (2007) Evolution ; Stearns, Hoekstra (2005) Evolution. Er bestaat wel een boek van Georg F. Striedter, (University of California, Irvine) Principles of Brain Evolution (2005). Het is eigenlijk het handboek van ‘evolutionary neuroscience’. Des te merkwaardiger is het dat dit werk niet is doorgedrongen tot de schrijvers van evolutiehandboeken! [16 sep]: Later kwam ik dit boek tegen: John Allman (2000) Evolving Brains, Scientific American Library (review). Het geeft op toegankelijke wijze een uitstekend overzicht over de evolutie van de hersenen. Probeer het tweede hands te krijgen (bv op marktplaats 17 sept). Wat opvalt is dat ondanks dat er een hoofdstuk ‘The Evolution of Big Brains’ in voorkomt, de naam ‘Boskop’ niet in de index voorkomt. Gary Lynch and Richard Granger hebben dus toch gelijk dat de Boskop schedels genegeerd worden!

2. Een meer bekend voorbeeld is trisomie-21 of Down-syndroom (in de volksmond: mongooltje) wat een lager IQ tot gevolg heeft.