大脑越大，认知能力越好

200多年来，科学家们一直在寻找大脑大小和认知能力之间的联系，但这种联系仍然模糊而令人担忧。由宾夕法尼亚大学沃顿商学院的吉迪恩·纳夫和阿姆斯特丹自由大学的菲利普·科林格领导的研究已经澄清了这种联系这是同类研究中规模最大的．

研究人员利用从13600多人身上获得的有关大脑大小与认知表现测试结果和受教育程度的信息，发现，正如之前的研究所表明的那样，脑容量与认知测试的表现之间存在正相关关系。半岛体育官方网址入口但这一发现也有重要的警告。的研究发表于心理科学的杂志心理科学协会．

“效果是存在的，”沃顿商学院市场营销助理教授纳夫说。“平均而言，脑容量较大的人在认知测试中的表现往往比脑容量较小的人更好。但是大小只是问题的一小部分，它只能解释测试表现中2%的可变性。受教育程度的影响更小:增加了100厘米^3.装满大脑的杯子只会让一个普通人多受不到5个月的教育。”

Koellinger补充说:“这意味着，除了这个多年来受到如此多关注的单一变量之外，还有其他因素导致了认知测试表现中98%的差异。”然而，这种影响是足够强大的，未来所有试图揭示更细致的大脑解剖学测量和认知健康之间关系的研究都应该控制整个脑容量。因此，我们认为我们的研究是对更好地理解人们认知健康差异的一个小而重要的贡献。”

纳夫和科林格的合作者包括宾夕法尼亚大学心理学系贝尔德终身教授约瑟夫·凯布尔;凯布尔实验室的前博士后研究员魏勋·荣格(Wi Hoon Jung);以及Koellinger小组的博士后Richard Karlsson linnsamr。

从一开始，研究人员就试图尽可能减少研究中偏半岛体育官方网址入口见和混杂因素的影响。他们预先注册了这项研究，这意味着他们发表了他们的方法，并承诺提前发表，这样他们就不能在发现似乎无关紧要的情况下简单地掩盖结果。他们的分析还系统地控制了性别、年龄、身高、社会经济地位和人口结构(从参与者的基因中测量)。例如，身高与更好的认知能力有关，但也与更大的大脑大小有关，因此他们的研究试图只关注大脑大小的贡献。

早期的研究一直认为，大脑大小与认知能力测试之间存在关联，但随着研究对象的增加，这种关联似乎变得越来越弱，所以纳夫和科林格希望用一个比之前的努力更大的样本量来研究这个问题。

这项研究依赖于最近积累的数据集，即英国生物银行，这是一个来自英国50多万人的信息库。生物银行包括参与者的健康和遗传信息，以及大约2万人的大脑扫描图像，这个数字每月都在增长。

“这给了我们一些以前从未存在过的东西，”科林格说。“这个样本量是巨大的——比之前所有关于这个主题的研究加起来还要大70%——这使我们能够以更高的可靠性测试大脑大小和认知表现之间的关系。”

测量认知表现是一项艰巨的任务，研究人员指出，即使是在这项研究中使用的评估也有弱点。半岛体育官方网址入口参与者对逻辑、记忆和反应时间进行了简短的测试，但没有对获得的知识进行测试，因此对一般认知表现的测量相对来说比较嘈杂。

通过使用一个包含多种变量的模型，研究小组希望看到哪些变量可以预测更好的认知表现和教育成就。即使控制了其他因素，如身高、社会经济地位和遗传血统，总脑容量也与两者呈正相关。

研究结果多少是凭直觉得出的。“这是一个简化的类比，但想想电脑，”纳夫说。“如果你有更多的晶体管，你可以更快地计算和传输更多的信息。在某种程度上，大脑可能是相似的。如果你有更多的神经元，这可能会让你有更好的记忆力，或者同时完成更多的任务。然而，现实中的情况可能要复杂得多。例如，考虑一个更大的大脑——这是高度遗传的——与成为一个更好的父母有关的可能性。在这种情况下，更大的大脑和考试成绩之间的联系可能只是反映了父母对认知的影响。如果没有更多的研究，我们将无法弄清真相。”

其中一个值得注意的发现与男女之间的差异有关。“就像身高一样，男性和女性在脑容量上也有相当大的差异，但这并不能转化为认知表现上的差异，”纳夫说。

对脑部扫描进行更细致的观察或许可以解释这一结果。其他研究报告称，女性的大脑皮层——大脑前部的外层——往往比男性更厚。

“这也许可以解释这样一个事实，尽管男性和女性的平均大脑相对较小，但在认知表现上没有有效的差异，”纳夫说。“当然，还有很多其他事情可能会发生。”

然而，作者强调，脑容量和“聪明度”之间的总体相关性很弱;Nave开玩笑说，没有人应该在招聘过程中测量求职者的头大小。事实上，从分析中脱颖而出的是，总的脑容量似乎解释不了什么。父母教养方式、教育、营养、性格特征等因素可能是研究中没有特别测试的主要因素。

在后续工作中，研究人员计划进一步研究，以确定大半岛体育官方网址入口脑的某些区域，或者它们之间的连接，是否在大脑中发挥了巨大的作用。

他们还希望，对认知表现的生物学基础的更深入了解，可以帮助揭示起作用的环境因素，其中一些因素可能受到我们的行为和政府政策的影响。

“假设你有成为一名出色的高尔夫或网球运动员所必需的生理条件，但你从来没有机会参加比赛，所以你永远不会意识到你的潜力，”纳夫说。Koellinger补充说:“我们希望，如果我们能够了解与认知表现有关的生物因素，它将使我们能够确定人们能够最好地发挥潜力并保持认知健康的环境环境。”我们才刚刚开始触及冰山的顶端。”

这项研究得到了ERC整合者基金、沃顿神经科学倡议和沃顿院长研究基金的支持。

所有数据和材料均可通过英国生物库．本分析的数据脚本可在开放科学框架(OSF)．设计和分析计划是在OSF预注册．这篇文章已经收到开放数据、开放材料和预注册的徽章．