当人类集中注意力、切换任务或应对高难度认知挑战时，大脑会启动内部节律的同步化过程，这一现象在中额叶区域尤为显著。最新研究发现，智力水平更高的个体在关键决策时刻展现出更精确且灵活的慢速θ波协调能力。通过脑电图记录与认知测试，研究者揭示：大脑并非持续保持节律同步最为关键，而在于其能像训练有素的管弦乐团般动态调整神经振荡节奏。这种灵活的神经协调性似乎是注意力、推理能力与智力背后的潜在驱动力。
研究人员关注的是大脑中前额区域以及被称为theta波的特定可测量协调性。这些脑电波在4至8赫兹之间振荡，属于较慢的神经频率范畴。美因茨大学（JGU）复杂数据分析与建模实验室负责人舒伯特表示：「它们往往在大脑面临高度挑战时出现，例如专注思考或需要有意识地控制行为期间。」
即使在嗡嗡作响的手机旁也能保持专注
这项研究的148名参与者年龄介于18至60岁之间。在通过脑电图（EEG）记录其大脑活动前，他们首先完成了评估记忆力和智力的测试。该技术利用置于头皮上的电极测量大脑中的微弱电信号，是获取认知过程精确洞察的成熟方法。在脑电图记录期间，参与者完成了三项旨在评估认知控制能力的脑力密集型任务。
研究人员关注的是参与者在变化规则间灵活转换的能力——这是智能信息处理的关键要素。例如，参与者需按按钮判断数字是奇数还是偶数，片刻后又需判断其是否大于五。每次规则切换都需要快速调整心理策略，这一过程使研究人员能够实时密切观察大脑网络的协调机制。
结果表明，认知能力较高者在关键时刻（尤其是决策时）表现出特别强烈的theta波同步化。他们的大脑能在最关键的时刻持续保持有目标的思考。舒伯特解释道：「中前额theta连通性更强的人通常更擅长保持专注并屏蔽干扰，无论是工作时手机震动，还是打算在繁忙火车站阅读书籍。」
大脑的灵活节律
安娜-莱娜·舒伯特教授特别惊讶于这种脑节律协调与认知能力的紧密关联：「我们没料到相关度如此显著。」最重要的并非持续同步，而是大脑根据情境灵活调节时间的能力——如同乐团跟随技艺精湛的指挥家。中前额区域常主导这种协调，但需与全脑其他区域协同工作。值得注意的是，这种中前额theta连通性在执行决策期间尤为关键，但在适应新任务规则的心理准备阶段则不然。
既往关于认知能力的脑电图研究多集中于孤立脑区活动。本研究则采用网络层面方法，通过多任务检测不同脑区的交互作用以识别稳定的宏观模式。结果表明，认知能力的个体差异与大脑动态网络行为相关。
舒伯特强调：「基于大脑的训练工具或诊断等潜在应用仍很遥远，但我们的研究为理解神经层面的智力运作机制提供了重要基础。」一项后续研究（现正招募莱茵-美因地区40岁及以上参与者）将探索哪些生物与认知因素能进一步增强此类高效脑协调，以及处理速度和工作记忆等附加认知能力的作用。