al meer dan 200 jaar zoeken wetenschappers naar een dergelijke associatie. Begonnen met ruwe maatregelen, zoals geschatte schedel volume of hoofdomtrek, werd het onderzoek verfijnder in de laatste paar decennia toen MRIs bood een zeer nauwkeurige boekhouding van de hersenen volume.

toch is het verband wazig en beladen gebleven, waarbij veel studies geen rekening hielden met verstorende variabelen, zoals hoogte en sociaaleconomische status. De gepubliceerde studies zijn ook onderhevig aan” publication bias”, de neiging om alleen meer opmerkelijke bevindingen te publiceren.een nieuwe studie, de grootste in zijn soort, onder leiding van Gideon Nave van de Wharton School van de Universiteit van Pennsylvania en Philipp Koellinger van de Vrije Universiteit Amsterdam, heeft het verband verduidelijkt. Met behulp van MRI-afgeleide informatie over de hersengrootte in verband met de resultaten van cognitieve prestatietesten en onderwijsmetingen verkregen bij meer dan 13.600 mensen, ontdekten de onderzoekers dat er, zoals eerdere studies hebben gesuggereerd, een positieve relatie bestaat tussen hersenvolume en prestaties op cognitieve tests. Maar die bevinding komt met belangrijke kanttekeningen.

“Het effect is er”, zegt Nave, een universitair docent marketing aan Wharton. “Gemiddeld zal een persoon met een groter brein beter presteren op cognitietesten dan iemand met een kleiner brein. Maar grootte is slechts een klein deel van het beeld, wat ongeveer 2 procent van de variabiliteit in testprestaties verklaart. Voor het opleidingsniveau was het effect nog kleiner: een extra ‘kop’ (100 vierkante centimeter) hersenen zou de schooljaren van een gemiddelde persoon met minder dan vijf maanden doen toenemen.”Koellinger zegt” Dit impliceert dat andere factoren dan deze ene factor die zoveel aandacht heeft ontvangen door de jaren heen goed zijn voor 98 procent van de andere variatie in cognitieve testprestaties.”

” toch is het effect sterk genoeg dat alle toekomstige studies die zullen proberen om de relaties tussen meer fijnkorrelige metingen van hersenanatomie en cognitieve gezondheid te ontrafelen voor het totale hersenvolume zouden moeten controleren. Daarom zien we onze studie als een kleine, maar belangrijke bijdrage aan een beter begrip van verschillen in cognitieve gezondheid.”

Nave en Koellinger ’s medewerkers aan het werk, dat is gepubliceerd in het tijdschrift Psychological Science, onder andere Joseph Kable, Baird Term Professor in Penn’ s Department of Psychology; Wi Hoon Jung, een voormalig postdoctoraal onderzoeker in Kable ‘ s lab; en Richard Karlsson Linnér, postdoc in Koellinger ‘ s lab.

vanaf het begin trachtten de onderzoekers de effecten van vertekening en verstorende factoren in hun onderzoek te minimaliseren. Ze pre-registreerden de studie, wat betekent dat ze publiceerden hun methoden en toegewijd aan het publiceren van tevoren, zodat ze konden niet gewoon begraven de resultaten als de bevindingen onbelangrijk bleken te zijn. Hun analyses worden ook systematisch gecontroleerd op geslacht, leeftijd, lengte, sociaaleconomische status en populatiestructuur, gemeten met behulp van de genetica van de deelnemer. Hoogte is gecorreleerd met hogere, betere cognitieve prestaties, bijvoorbeeld, maar ook met grotere hersengrootte, dus hun studie probeerde de bijdrage van hersengrootte zelf te bepalen.

eerdere studies hadden consistent een correlatie vastgesteld tussen hersengrootte en cognitieve prestaties, maar de relatie leek zwakker te worden naarmate de studies meer deelnemers omvatten, dus nave, Koellinger en collega ‘ s hoopten de vraag te beantwoorden met een steekproefgrootte die eerdere inspanningen overschaduwde.

De studie was gebaseerd op een recent vergaarde dataset, de UK Biobank, een opslagplaats van informatie van meer dan een half miljoen mensen in het Verenigd Koninkrijk. De Biobank omvat de gezondheid van de deelnemers en genetische informatie, evenals hersenscan beelden van een subset van ongeveer 20.000 mensen, een aantal dat groeit met de maand.

” Dit geeft ons iets dat nooit eerder bestond, ” zegt Koellinger. “Deze steekproefgrootte is gigantisch — 70 procent groter dan alle eerdere studies over dit onderwerp samen — en stelt ons in staat om de correlatie tussen hersengrootte en cognitieve prestaties met grotere betrouwbaarheid te testen.”

het meten van cognitieve prestaties is een moeilijke taak, en de onderzoekers merken op dat zelfs de evaluatie die in deze studie wordt gebruikt zwakke punten heeft. Deelnemers namen een korte vragenlijst die logica en redeneervermogen test, maar niet verworven kennis, wat resulteert in een relatief “luidruchtige” maat van de algemene cognitieve prestaties.

aan de hand van een model dat een verscheidenheid aan variabelen omvatte, zocht het team na welke voorspellend waren voor betere cognitieve prestaties en opleidingsresultaten. Zelfs controlerend voor andere factoren, zoals lengte, socio-economische status, en genetische afstamming, was het totale hersenvolume positief gecorreleerd met beide.

de bevindingen zijn enigszins intuïtief. “Het is een vereenvoudigde analogie, maar denk aan een computer,” Nave zegt. “Als je meer transistors hebt, kun je sneller berekenen en meer informatie verzenden. Het kan hetzelfde zijn in de hersenen. Als je meer neuronen hebt, kan dit je in staat stellen om een beter geheugen te hebben, of meer taken parallel te voltooien.

” in werkelijkheid zou het echter veel complexer kunnen zijn. Denk bijvoorbeeld aan de mogelijkheid dat een groter brein, dat zeer erfelijk is, geassocieerd wordt met het zijn van een betere ouder. In dit geval, kan de associatie tussen een grotere hersenen en testprestaties eenvoudig de invloed van ouderschap op cognitie weerspiegelen. We kunnen dit niet tot op de bodem uitzoeken zonder meer onderzoek.”

een van de opmerkelijke bevindingen van de analyse had betrekking op verschillen tussen mannen en vrouwen. “Net als bij Lengte, er is een vrij substantieel verschil tussen mannen en vrouwen in de hersenen volume, maar dit niet vertalen in een verschil in cognitieve prestaties,” Nave zegt.

een meer genuanceerde blik op de hersenscans kan dit resultaat verklaren. Andere studies hebben gemeld dat bij vrouwen, de hersenschors, de buitenste laag van het voorste deel van de hersenen, de neiging om dikker dan bij mannen.

” Dit kan het feit verklaren dat, ondanks het feit dat er gemiddeld relatief kleinere hersenen zijn, er geen effectief verschil is in cognitieve prestaties tussen mannen en vrouwen,” zegt Nave. “En natuurlijk, veel andere dingen kunnen gebeuren.”

De auteurs onderstrepen dat de overkoepelende correlatie tussen hersenvolume en “braininess” zwak was; niemand mag de grootte van het hoofd van kandidaten meten tijdens het aanwervingsproces, Nave jokes. Inderdaad, wat zich onderscheidt van de analyse is hoe weinig hersenvolume lijkt te verklaren. Factoren zoals ouderschap stijl, onderwijs, voeding, stress, en anderen zijn waarschijnlijk belangrijke bijdragers die niet specifiek werden getest in de studie.

“eerdere schattingen van de relatie tussen hersengrootte en cognitieve vaardigheden waren onzeker genoeg dat een echte relatie praktisch erg belangrijk kon zijn geweest, of, alternatief, niet veel anders dan nul,” zegt Kable. “Onze studie laat het veld veel meer vertrouwen in de omvang van dit effect en het relatieve belang ervan vooruit.”

in vervolgwerk zijn de onderzoekers van plan om in te zoomen om te bepalen of bepaalde gebieden van de hersenen, of connectiviteit tussen hen, een buitenmaatse rol spelen bij het bijdragen aan cognitie.

ze hopen ook dat een dieper inzicht in de biologische onderbouwing van cognitieve prestaties kan helpen een licht te werpen op omgevingsfactoren die bijdragen, waarvan sommige kunnen worden beïnvloed door individuele acties of overheidsbeleid.

” stel dat je de nodige biologie hebt om een fantastische golf-of tennisspeler te worden, maar je hebt nooit de kans om te spelen, zodat je nooit je potentieel realiseert,” zegt Nave.

voegt Koellinger toe: “We zijn hoopvol dat, als we de biologische factoren kunnen begrijpen die gekoppeld zijn aan cognitieve prestaties, het ons in staat zal stellen om de omgevingsomstandigheden te identificeren waaronder mensen hun potentieel het best kunnen manifesteren en cognitief gezond kunnen blijven. We zijn net begonnen met het oppervlak van de ijsberg hier.”

het onderzoek werd ondersteund door een ERC Consolidator Grant, het Wharton Neuroscience Initiative, en Wharton ‘ s Dean Research Fund.