Un elevato livello di intelligenza fluida nasce da connessioni cerebrali più solide e più rapide

Nelle persone altamente intelligenti le diverse aree del cervello sono più connesse e comunicanti tra loro rispetto alla media, e sono particolarmente solide le connessioni a lungo raggio, quelle cioè tra aree cerebrali fisicamente lontane l’una dall’altra. A confermarlo è uno studio pubblicato su Scientific Reports, rivista del gruppo Nature, frutto di una collaborazione internazionale tra Università di Bologna, Università di Oxford (Regno Unito) e Università di Aarhus (Danimarca).

“I risultati che abbiamo ottenuto suggeriscono che alla base dell’intelligenza umana possa esserci l’equilibro tra ‘hardware’ e ‘software’ del cervello: da un lato il livello di integrazione delle connessioni strutturali tra le diverse aree cerebrali e dall’altro la velocità delle comunicazioni che si muovono attraverso queste connessioni”, spiega Leonardo Bonetti, ricercatore all'Università di Oxford e all'Università di Bologna che ha coordinato lo studio.

Lo studio si è concentrato in particolare sull’analisi dei network strutturali e funzionali del cervello rispetto all’intelligenza fluida, ovvero la capacità di pensare logicamente e risolvere problemi senza fare particolare affidamento sull'esperienza passata. I ricercatori hanno quindi misurato la solidità delle connessioni strutturali tra le diverse aree cerebrali e hanno stimato la velocità con cui queste comunicano tra di loro. Per farlo, hanno combinato l’utilizzo della magnetoencefalografia (MEG), uno strumento di ultima generazione che permette di misurare l’attività cerebrale con un'alta risoluzione temporale, e della risonanza magnetica (MRI), utilizzando in particolare la tecnica denominata diffusion tensor imaging (DTI) che permette di misurare la connettività strutturale del cervello.

"La comunicazione tra aree cerebrali può essere misurata in diverse bande di frequenza, il che significa che nel cervello può accadere che ci siano diverse comunicazioni simultanee dedicate a messaggi diversi che si verificano a velocità differenti", dice ancora Bonetti. "Le analisi che abbiamo realizzato ci hanno quindi permesso di quantificare le caratteristiche dei network cerebrali connessi all'intelligenza, a partire in particolare da tre misure principali denominate degree, modularità e coefficiente di segregazione".

La prima di queste misure - il degree - si riferisce al livello di integrazione delle informazioni nell'intero cervello quando le aree cerebrali comunicano. La seconda - la modularità - indica invece in che modo il cervello può essere suddiviso in modo ottimale in network distinti di aree cerebrali. Infine, il coefficiente di segregazione mostra come ciascuna area cerebrale sia collegata all'intero cervello o a un numero limitato di aree cerebrali vicine.

I risultati ottenuti hanno mostrato che le persone con un elevato livello di intelligenza funzionale hanno un alto degree, quindi un alto livello di integrazione delle informazioni, e un basso coefficiente di segregazione, quindi una forte connessione delle singole aree cerebrali con l’intero cervello.

"Questo risultato suggerisce che le persone altamente intelligenti hanno un cervello le cui aree sono più connesse e comunicanti e soprattutto che le connessioni a lungo raggio, cioè tra aree cerebrali fisicamente lontane l'una dall'altra, sono particolarmente forti", commenta Bonetti. "Non solo: l’indagine ha anche mostrato che nelle persone altamente intelligenti la comunicazione rapida tra aree cerebrali è più localizzata in piccole comunità di aree cerebrali vicine fra loro rispetto ai soggetti con intelligenza nella media, nei quali questa comunicazione avviene in maniera più dispersiva e meno localizzata".

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Scientific Reports, con il titolo "Dissociated brain functional connectivity of fast versus slow frequencies underlying individual differences in fluid intelligence: a DTI and MEG study". Hanno partecipato studiosi dell’Università di Bologna, dell’Università di Oxford (Regno Unito) e dell’Università di Aarhus (Danimarca). La ricerca è stata primariamente finanziata dalla Carlsberg Foundation e dalla Danish National Research Foundation (DNRF). Inoltre, ha usufruito del contributo dell’Università di Bologna, del Linacre College dell’Università di Oxford e della sezione italiana del Mensa: the High IQ Society.