i mere end 200 år har forskere kigget efter en sådan forening. Begyndt at bruge grove foranstaltninger, såsom estimeret kraniumvolumen eller hovedomkreds, undersøgelsen blev mere sofistikeret i de sidste par årtier, da Mr ‘ er tilbød en meget nøjagtig bogføring af hjernevolumen.

alligevel er forbindelsen forblevet uklar og fyldt, med mange undersøgelser, der ikke tager højde for forvirrende variabler, såsom højde og socioøkonomisk status. De offentliggjorte undersøgelser er også underlagt” publikationsforstyrrelse”, tendensen til kun at offentliggøre mere bemærkelsesværdige fund.

en ny undersøgelse, den største af sin art, ledet af Gideon Nave fra University of Pennsylvania og Philipp Koellinger fra Vrije Universiteit Amsterdam, har afklaret forbindelsen. Ved hjælp af MR-afledt information om hjernestørrelse i forbindelse med kognitive præstationstestresultater og uddannelsesmæssige opnåelsesforanstaltninger opnået fra mere end 13.600 mennesker fandt forskerne, at der, som tidligere undersøgelser har antydet, eksisterer et positivt forhold mellem hjernevolumen og ydeevne på kognitive tests. Men denne konstatering kommer med vigtige forbehold.

“effekten er der,” siger Nave, en adjunkt i marketing. “I gennemsnit vil en person med en større hjerne have en tendens til at klare sig bedre på test af kognition end en med en mindre hjerne. Men størrelse er kun en lille del af billedet, hvilket forklarer omkring 2 procent af variabiliteten i testydelse. Til uddannelsesmæssig opnåelse var effekten endnu mindre: en ekstra ‘kop’ (100 kvadratcentimeter) hjerne ville øge en gennemsnitlig persons skolegang med mindre end fem måneder.”Koellinger siger” Dette indebærer, at andre faktorer end denne ene enkelt faktor, der har fået så meget opmærksomhed gennem årene, tegner sig for 98 procent af den anden variation i kognitiv testpræstation.”

” alligevel er effekten stærk nok til, at alle fremtidige undersøgelser, der vil forsøge at afsløre forholdet mellem mere finkornede målinger af hjerneanatomi og kognitiv sundhed, bør kontrollere for total hjernevolumen. Således ser vi vores undersøgelse som et lille, men vigtigt bidrag til bedre forståelse af forskelle i kognitiv sundhed.”

Nave og Koellingers samarbejdspartnere om arbejdet, der er offentliggjort i tidsskriftet Psychological Science, omfattede Joseph Kable, Baird-professor i Penns Psykologisk Institut; vi Hoon Jung, en tidligere postdoktorforsker i Kable ‘ s lab; og Richard Karlsson Linn Kurrr, en postdoc i Koellingers laboratorium.

fra starten forsøgte forskerne at minimere virkningerne af bias og forvirrende faktorer i deres forskning. De forudregistrerede undersøgelsen, hvilket betyder, at de offentliggjorde deres metoder og forpligtede sig til at offentliggøre på forhånd, så de ikke blot kunne begrave resultaterne, hvis resultaterne syntes at være ubetydelige. Deres analyser kontrolleres også systematisk for køn, alder, højde, socioøkonomisk status og befolkningsstruktur målt ved hjælp af deltagerens genetik. Højde er korreleret med højere bedre kognitiv præstation, for eksempel, men også med større hjernestørrelse, så deres undersøgelse forsøgte at nulstille bidraget fra hjernestørrelse af sig selv.

tidligere undersøgelser havde konsekvent identificeret en sammenhæng mellem hjernestørrelse og kognitiv præstation, men forholdet syntes at vokse svagere, da undersøgelser omfattede flere deltagere, så Nave, Koellinger og kolleger håbede at forfølge spørgsmålet med en stikprøvestørrelse, der dværgede tidligere bestræbelser.

undersøgelsen var baseret på et nyligt samlet datasæt, UK Biobank, et lager af information fra mere end en halv million mennesker i hele Det Forenede Kongerige. Biobanken inkluderer deltagernes helbred og genetiske information samt hjernescanningsbilleder af en delmængde på cirka 20.000 mennesker, et tal, der vokser i måneden.

” Dette giver os noget, der aldrig eksisterede før,” siger Koellinger. “Denne prøvestørrelse er gigantisk-70 procent større end alle tidligere undersøgelser om dette emne tilsammen-og giver os mulighed for at teste sammenhængen mellem hjernestørrelse og kognitiv ydeevne med større pålidelighed.”

måling af kognitiv præstation er en vanskelig opgave, og forskerne bemærker, at selv den evaluering, der anvendes i denne undersøgelse, har svagheder. Deltagerne tog et kort spørgeskema, der tester logik og ræsonnementsevne, men ikke erhvervet viden, hvilket giver et relativt “støjende” mål for generel kognitiv præstation.

Ved hjælp af en model, der inkorporerede en række variabler, så teamet ud til at se, hvilke der var forudsigelige for bedre kognitiv præstation og uddannelsesmæssig opnåelse. Selv kontrol for andre faktorer, som højde, socioøkonomisk status og genetisk herkomst, var det samlede hjernevolumen positivt korreleret med begge.

resultaterne er noget intuitive. “Det er en forenklet analogi, men tænk på en computer,” siger Nave. “Hvis du har flere transistorer, kan du beregne hurtigere og sende mere information. Det kan være det samme i hjernen. Hvis du har flere neuroner, kan dette give dig mulighed for at få en bedre hukommelse eller udføre flere opgaver parallelt.

” men tingene kunne være meget mere komplekse i virkeligheden. Overvej for eksempel muligheden for, at en større hjerne, som er meget arvelig, er forbundet med at være en bedre forælder. I dette tilfælde kan sammenhængen mellem en større hjerne og testpræstation simpelthen afspejle forældrenes indflydelse på kognition. Vi vil ikke være i stand til at komme til bunds i dette uden mere forskning.”

et af de bemærkelsesværdige fund i analysen relateret til forskelle mellem mænd og kvinder. “Ligesom med højden er der en ret betydelig forskel mellem mænd og kvinder i hjernevolumen, men det betyder ikke en forskel i kognitiv præstation,” siger Nave.

et mere nuanceret kig på hjerneskanningerne kan forklare dette resultat. Andre undersøgelser har rapporteret, at hjernebarken, det ydre lag af den forreste del af hjernen, hos kvinder har tendens til at være tykkere end hos mænd.

” dette kan forklare det faktum, at der til trods for at have relativt mindre hjerner i gennemsnit ikke er nogen effektiv forskel i kognitiv præstation mellem mænd og kvinder,” siger Nave. “Og selvfølgelig kan der ske mange andre ting.”

forfatterne understreger, at den overordnede sammenhæng mellem hjernevolumen og” braininess ” var svag; ingen bør måle jobkandidaternes hovedstørrelser under ansættelsesprocessen, skib vittigheder. Faktisk er det, der skiller sig ud fra analysen, hvor lidt hjernevolumen synes at forklare. Faktorer som forældrestil, uddannelse, ernæring, stress og andre er sandsynligvis store bidragydere, der ikke specifikt blev testet i undersøgelsen.

” tidligere estimater af forholdet mellem hjernestørrelse og kognitive evner var usikre nok til, at ægte forhold kunne have været praktisk talt meget vigtigt, eller alternativt ikke meget forskelligt fra nul,” siger Kable. “Vores undersøgelse gør det muligt for feltet at være meget mere sikker på størrelsen af denne effekt og dens relative betydning fremad.”

i opfølgningsarbejdet planlægger forskerne at forstørre ind for at afgøre, om visse regioner i hjernen eller forbindelsen mellem dem spiller en stor rolle i at bidrage til kognition.de håber også, at en dybere forståelse af den biologiske understøttelse af kognitiv præstation kan hjælpe med at skinne et lys på miljømæssige faktorer, der bidrager, hvoraf nogle kan påvirkes af individuelle handlinger eller regeringspolitikker.

” Antag, at du har den nødvendige biologi til at blive en fantastisk golf-eller tennisspiller, men du har aldrig mulighed for at spille, så du indser aldrig dit potentiale,” siger Nave.”vi håber, at hvis vi kan forstå de biologiske faktorer, der er knyttet til kognitiv præstation, vil det give os mulighed for at identificere de miljømæssige omstændigheder, hvorunder folk bedst kan manifestere deres potentiale og forblive kognitivt sundhed. Vi er lige begyndt at ridse overfladen af isbjerget her.”

forskningen blev støttet af et ERC Consolidator Grant, the ERC Neuroscience Initiative og The Dean Research Fund.