elementaarsete kognitiivsete ülesannetega – mõõdetav võimekus enam päris seesama abstraktne intelligentsus, mida mõõdavad klassikalised intelligentsustestid, vaid mingi intelligentsuse aluseks olev fundamentaalsem organismi omadus, vaimse töö kiirus (mental speed).
Aju elektriline aktiivsus
Saksa füsioloog ja psühhiaater Hans Berger (1873–1941) registreeris inimese esimese elektroentsefalogrammi (EEG) 1924. aastal. Praktiliselt sellest ajast alates on püütud leida ka EEG ja inimese intelligentsuse seost.
Inimese koljult mõõdetud EEG signaal on väga nõrk, vahemikus 10–100 µV, ja üsna korrapäratu kujuga. Korrapäratu kuju tuleneb sellest, et EEG signaal sisaldab mitme erineva sagedusega elektripotentsiaali võnkumisi. Nendele erinevas sagedusribas toimuvatele pinge võnkumistele on antud oma nimed, näiteks alfa (8–12 Hz), beeta (12–30 Hz), gamma (30–10 Hz) ning madalama sagedusega pinge võnkumistele teeta (4–7 Hz) ja delta (alla 4 Hz). Berger oli näiteks esimene, kes pani tähele, et suletud silmadega inimesel domineerib EEGs ligikaudu 10-Hz alfasagedusega perioodiline laine, mis aga asendub palju suurema beetasagedusega, niipea kui inimene avab silmad.
Vähemalt nelja EEG omadust on püütud seostada intelligentsustasemega. On arvatud, et suurema IQ-skooriga inimeste aju elektrilised vastused on (1) kiiremad, (2) väiksema amplituudiga, (3) keerulisema kujuga või (4) neil on kindel kuju (signatuur).
Kuigi tulemused ei ole alati kokkulangevad, on piisavalt andmeid, mis näitavad, et alfa-komponendi tugevus EEG signaalis on seotud psühhomeetriliselt mõõdetud intelligentsusega. Seega inimesed, kes ilmutavad puhkeoludes suletud silmadega suuremat alfavõnkumist 10-Hz piirkonnas, on keskeltläbi intelligentsemad (Doppelmayr, Klimesch, Stadler, Pollhuber &
Heine, 2002). Võiks arvata, et alfasagedus oleks nagu arvuti protsessori töösagedus, mis viib kohe mõttele, et targematel inimestel käib protsessor veidi suurema sagedusega kui vähem andekatel. Kuigi see on ahvatlev oletus, ei ole sellele kuigi kerge kinnitust saada. Näiteks ühes töös, kus uuriti 688 kaksikut, ei leitud seost individuaalse alfa tipusageduse ja WAIS-testi skooride vahel (Posthuma, Neale, Boomsma & de Geus, 2001). See tähendab, et targematel inimestel ei jookse „kompuuter” suurema taktisagedusega kui neil, kelle vaimsed võimed on tagasihoidlikumad. Samal ajal ilmnes, et sarnaselt IQ-skooriga on alfavõnkumise tipusagedus 66–83 % ulatuses päritav.
JOONIS 6. Tüüpiline sündmuspotentsiaal ehk ERP. Kaks esimest positiivset (P2 ja P3) ja negatiivset (N1 ja N2) tippu kannavad tähistusi vastavalt sellele, kas nad tulevad esile 100, 200 või 300 ms pärast sündmuse algust. Tüüpiline hälvete amplituud on 3–6 μV.
Vastavalt neuronaalse tõhususe oletusele (neural efficiency hypothesis) toimib targemate inimeste aju madalamal energiatasemel (seega efektiivsemalt), kui on tarvis lahendada mingit taibukust nõudvat ülesannet. Kuigi tõhususeteooria kohta on olemas mõningaid tõendusi, ei ole tulemused alati järjekindlad ja sõltuvad tihti mitmetest muudest teguritest, nagu näiteks vastaja sugu või vaadeldav aju piirkond (Neubauer & Fink, 2009).
Kõige perspektiivikam on olnud seoste otsimine IQ ja sündmuspotentsiaalide (event-related potential ehk ERP) omaduste vahel. Kuna aju on hea elektrijuht, siis koljule paigutatud elektrood registreerib elektrilisi potentsiaale, mille tekitaja võib olla elektroodist suhteliselt kauge ja sugugi mitte seotud ülesandega, mida inimene parajasti lahendab. Seepärast korratakse mingit sündmust (helisignaal, pildi ilmumine jne) kümneid või isegi sadu kordi. Kui nüüd need korduvad signaali salvestused kokku liita, siis kõik juhuslikud elektrilise potentsiaali muutused summutavad vastastikku üksteist ja summaarne kõver läheneb üha enam sirgele kriipsule. Seevastu potentsiaalid, mis on seotud välise sündmusega, liituvad üksteisega. Kui korduste arv on piisavalt suur, siis summaarses kõveras on näha vaid need muutused, mis on seotud välise sündmusega ehk ERPga. Tüüpiline ERP signaal on niisuguse kujuga, nagu on näidatud joonisel 6.3
Kuna vaatlejale antud ülesanded, millest ERP mõõdeti, on erinevad, nagu ka mitmed muud katse korraldust puudutavad parameetrid, siis pole lihtne teha põhjapanevaid järeldusi. Sellele vaatamata kalduvad ilmnema mitmed korrapärasused (Deary & Caryl, 1997).
(1) Esiteks on leitud seoseid tipu aktiivsuse latentsi ja testidega mõõdetud IQ vahel. Inimesed, kelle ERP tipud jõuavad maksimumväärtuseni varem (tipuväärtuste latents on lühem) on keskeltläbi kõrgema intelligentsusega. Eriti tundlik on intelligentsuse suhtes P3 (mõnikord tähistatakse ka P300), mis seondub otsuste vastuvõtmise ja tähendusega seotud protsessidega.
(2) Teiseks IQ indikaatoriks on ERP kuju üldine keerukus. Mida käänulisem on ERP kõver, seda intelligentsem on selle kõvera omanik. Vaimselt vähevõimekate inimeste ERP kõver on lihtsama kujuga. Kahjuks ei ole uurijate seas üksmeelt, kuidas määrata kindlaks ERP kõvera keerukus. Samuti pole tulemused alati ühte moodi tõlgendatavad. Mitte alati ei korreleeru ERP kõvera keerukuse indeks testidega mõõdetud IQ skooriga.
(3) Intelligentsusega on seotud ERP-kõverale iseloomulik omadus. Näiteks üks sageli kasutatud võte on deviantse stiimuli (odd-ball) meetod. Katseisikule esitatakse korduva jadana ühte ja sama helisignaali, mis harva (nt 5%l juhtudest) muudab oma väärtust (nt põhitoon tõuseb 20 Hz võrra). On teada, et aju kuulmiskeskused vastavad sellele deviantsele stiimulile reaktsiooniga, mis on oluliselt tugevam vastusest perioodiliselt korduvale standardsele stiimulile. Seda aju reaktsiooni uudsusele nimetatakse lahknemisnegatiivsuseks (mismatch-negativity ehk MMN) (Näätänen, 1995). Uuringud on näidanud, et intelligentsemate inimeste ERP reaktsioon deviantsele stiimulile on suurem kui vähem intelligentsete oma. See on väga huvitav leid, mis kõneleb sellest, et kõrgema IQga inimestel on tugevam automaatne reaktsioon uudsusele – MMN leiab aset kaugelt enne (~200 ms pärast deviantse stiimuli esitamist), kui aju jõuab informatsiooni põhjalikumalt töödelda või kui deviantsus jõuab inimese teadvusse. MMN tekib isegi loodetel, magavatel või koomaseisundis inimestel. Märgitakse, et see seos vajab edasist uurimist (Deary, 2001), kuna perspektiivis tähendaks see, et intelligentsuse üheks omaduseks on võime automaatselt ja kiiresti märgata muutusi ümbritsevas keskkonnas. Muu hulgas pakub see kinnitust oletusele, et inimeste üldintelligentsuse taseme erinevused peegeldavad mingeid fundamentaalseid erinevusi nende aju töö kiiruses ja/või efektiivsuses. Värsked uurimused ongi MMNi ja intelligentsuse seostele kinnitust pakkunud (Sculthorpe, Stelmack & Campbell, 2009). Lähemalt saab selle kohta lugeda peatükist „Intelligentsus ja kognitiivsed protsessid”.
Ülesannete lahendamise komponendid
Vaimsete võimete testide koostajad pööravad vähe tähelepanu sellele, milliseid kitsamaid oskusi või võimeid testi ülesannete lahendamine nõuab. Näiteks sõnaliste ülesannete puudumine RSPMis ei tähenda, et vähemalt mõnede keerulisemate ülesannete lahendamine oleks võimalik ilma sõnalise kodeerimiseta (Lynn, Allik & Irwing, 2004). Ideaalis oleks muidugi nõutav, et iga IQ-testi ülesande puhul oleks täpselt teada, milliseid võimete komponente on vaja, et antud ülesannet lahendada.
Seni parim näide keerulise ülesande komponentideks lahutamise kohta on Robert Sternbergi analoogia põhjal järelduste tegemise analüüs (Sternberg, 1977). Tüüpilised analoogia põhjal järeldamise ülesanded on näiteks sellised:
1. Käsi suhestub jalaga nagu sõrm suhestub [pöial, säär, varvas, käsivars]. Vastaja peab valima õige variandi.
2. Kui Lennart Meri on esimene, siis Toomas Hendrik Ilves on [teine, kolmas, neljas].
Sternberg oletas, et analoogia põhjal järeldamise saab jagada mitmeks komponendiks, mida sooritatakse kindlas järjekorras. Kõigepealt tuleb üles leida mõistete ühine nimetaja. Näiteks käsi ja jalg on jäsemed ning Lennart Meri ja Toomas
Ei maksa imestada, et negatiivsed tipud N1 ja N2 on keskjoonest ülal- ja positiivsed P2 ja P3 sellest allpool. See on ERP uurijate vana tava kujutada tulemusi ümberpööratult. Seda on üritatud muuta, kuid tulutult. Kõik on harjunud lugema ERP signaale just sellisel viisil.
