大脑存在内源性节律——认知能力更强的大脑与之同步

研究人员重点关注大脑额叶中部区域以及被称为θ波的可测量协调性。这些脑电波在4至8赫兹之间振荡，属于较慢的神经振荡频率。"它们往往在脑部面临重大挑战时出现，例如专注思考或需要有意识地控制行为时，"负责美因茨大学复杂数据分析与建模实验室的舒伯特解释道。

即使在嗡嗡作响的手机旁也能保持专注

研究中148名18至60岁的参与者，首先完成了评估记忆力和智力的测试，随后通过脑电图(EEG)记录其脑部活动。该技术使用置于头皮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EEG记录期间，参与者完成了三项旨在评估认知控制的高强度思维任务。

研究人员关注参与者在多变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，参与者需按键判断数字是奇数还是偶数，片刻后又需判断其是否大于五。每次规则转换都需要快速调整思维策略，该过程使研究人员能密切观察脑网络如何实时协调运作。

结果显示，高认知能力个体在关键时刻（尤其是决策时）表现出特别强烈的θ波同步化。他们的大脑能在最关键时刻更有效地维持有目的性的思考。"额叶中部θ波连接性更强的人，往往更擅长保持专注并屏蔽干扰——无论是在工作时手机嗡嗡作响，还是打算在繁忙火车站阅读书籍。"舒伯特解释道。

灵活的大脑节奏

安娜-莱娜·舒伯特教授特别惊讶于这种脑节律协调性与认知能力的紧密关联。"我们没料到关联性竟如此显著，"她表示。最关键的因素并非持续同步化，而是大脑根据情境灵活调整节律的能力——如同乐团追随技艺精湛的指挥家。额叶中部区域常在此协调中定调，但需与全脑各区域协同运作。这种额叶中部θ波连接性似乎在决策执行阶段尤为重要，但在适应新任务规则的心理准备阶段则不然。

以往关于认知能力的EEG研究多聚焦孤立脑区活动。相比之下，本研究采用网络层面方法，通过多项任务检验不同脑区的交互作用，从而识别稳定、全局性的模式。研究结果表明，认知能力的个体差异与大脑动态网络行为相关联。

"潜在应用（如基于大脑的训练工具或诊断方法）仍很遥远，"舒伯特强调，"但我们的研究为理解智力在神经层面的运作机制奠定了重要基础。"一项后续研究（现正招募莱茵-美茵地区40岁及以上参与者）将探索哪些生物与认知因素能进一步支撑此类高效脑协调，以及处理速度、工作记忆等附加认知能力在其中扮演的角色。