执行功能(Executive Functions,EFs)是一系列的目标导向性的认知控制和调节过程,以确保认知系统能够以灵活、协调的方式运行,其通常涉及三种成分:刷新(Updating)、抑制(Inhibition)、转换(Shifting),这也被视为智力的核心。EFs各成分的神经基础与不同智力类型存在着什么样的联系?对该问题的回答有助于厘清EFs与智力的神经关联,为寻找促进智力提升的特定EFs训练提供依据。
图1. 分析流程
图2. EFs共同的功能连接及预测表现
鉴于此,课题组利用人脑连接组计划(Human Connectome Project)S900数据库作为主样本,在交叉验证的机器学习框架下,通过训练集筛选出EFs三种成分相同的和特异的功能连接,分别与流体智力与晶体智力分数构建回归模型,并成功地预测了测试集中个体的智力分数。此外,基于主样本建立的预测模型还可以泛化到新的测试集中。结果显示EFs各成分的静息态功能连接均对不同智力类型(尤其是晶体智力)有显著的预测效果,这有助于从脑网络的角度理解EFs与智力的关系。此外,考虑到智力可以从EFs相关的认知训练中受益,该研究结果也对选择特定的EFs训练方法有重要启示。
智力领域知名期刊《Intelligence》在线发表了邱江教授课题组的研究论文“Executive function-related functional connectomes predict intellectual abilities” (https://doi.org/10.1016/j.intell.2021.101527)。论文第一作者为西南大学博士生何李。
致谢:感谢人脑连接组计划的公开共享数据。本研究得到了国家自然科学基金、国家级人才项目等支持。