Aivojen kuvantamismenetelmien kehittyminen on lisännyt myös tutkimusta, jossa kartoitetaan älykkyyden näkymistä aivojen rakenteessa ja toiminnassa. Perinteisesti aivoalueiden toiminnan tutkiminen on keskittynyt kyseisiltä alueilta vammautuneiden potilaiden tutkimiseen ja tällaisten tutkimusten yhdistämisestä on syntynyt esimerkiksi P-FIT (Parieto-Frontal Integration Theory of Intelligence), teoria siitä, miten yksilöiden älykkyyserot näkyvät aivojen rakenteessa. Sen mukaan älykkyyserot johtuvat ensisijaisesti eroista aivoalueiden keskinäisessä viestintäverkostossa, sekä harmaassa että valkoisessa aineessa.

Yhä enemmän tutkitaan myös terveiden aikuisten aivoja. Grazioplene ym. selvittivät häntätumakkeen (caudate nuclei) ja älykkyyden yhteyttä. Häntätumaketta pidettiin alunperin liikkeiden säätelyn keskuksena, mutta myöhemmin on huomattu sen olevan oleellinen myös oppimisen kannalta. Häntätumakkeen koko vaihtelee suuresti ja perimä vaikuttaa siihen enemmän kuin muiden aivokuorenalaisten alueiden kokoon.

Tutkimuksessa saatiin selville, että häntätumakkeen koko korreloi älykkyyden kanssa, riippumatta aivojen kokonaiskoosta. Tutkimus perustui kolmeen aiempaan toisistaan riippumattomaan aineistoon, joissa osallistujille oli tehty älykkyystesti ja heidän aivonsa oli kuvannettu magneettikuvauksella (MRI). Kontrollina tutkittiin myös kuutta muuta aivokuorenalaista aivoaluetta, joiden koossa ei havaittu korrelaatiota älykkyysosamäärän kanssa. Tutkijoiden mallin mukaan häntätumakkeen koko selittää 2,4-4,3 % älykkyyden varianssista. Varsinaiseen toimintamekanismiin tutkimus ei kuitenkaan ota kantaa.

Toisenlaisen näkökulman älykkyyden ilmenemiseen tuo Men ym. tutkimuksessaan, jossa kartoitettiin Albert Einsteinin aivojen rakennetta uudella tavalla. Muutamia vuosia sitten löydettiin sarja valokuvia, jotka oli otettu Einsteinin aivoista hänen kuolemansa jälkeen. Aiempi kuvista tehty analyysi paljasti, että Einsteinilla oli epätavallinen etuotsalohkon kuori ja vasemman aivopuoliskon alemmat tuntoon ja motoriikkaan liittyvät alueet olivat laajentuneet. Osasta valokuvista näkyi hyvin myös aivokurkiainen (corpus callosum) ja näitä valokuvia Men ym. analysoi pidemmälle.

Aivokurkiainen koostuu hermosolujen haarakkeiden luomasta valkoisesta aineesta ja se on keskittynyt toimittamaan viestejä vasemman ja oikean aivopuoliskon välillä. Tutkimuksessa Einsteinin aivoja verrattiin kahteen verrokkiryhmään: 70-80 vuotiaisiin oikeakätisiin miehiin (Einstein oli kuollessaan 76 vuotta) ja 24-30 vuotiaisiin terveisiin valkoihoisiin ja oikeakätisiin miehiin. Analyysiä varten aivokurkiainen jaettiin usempaan eri alueeseen, joiden kokoja verrattiin. Suurin osa näistä osa-alueista havaittiin paksummaksi Einsteinillä kuin vanhemmalla verkkiryhmällä. Nuorempaan verrokkiryhmään verrattuna eroja havaittiin pääasiassa kohdissa, jotka yhdistävät etuotsalohkon kuoria. Yksi syy Eisteinin korkeaan älykkyyteen onkin voinut olla normaalia parempi tiedonkulku eri aivopuoliskojen välillä.

Näiden tutkimusten perusteella voidaan sanoa älykkyyserojen näkyvän myös aivoissa, vaikkakaan ei yhdellä täsmällisellä alueella. Vaikuttaakin siltä, että älykkyys on seurausta kehittyneestä yhteistyöstä eri aivoalueiden välillä.

The Parieto-Frontal Integration Theory (P-FIT) of intelligence: converging neuroimaging evidence. Jung RE, Haier RJ. Behav Brain Sci. 2007 Apr;30(2):135-54; discussion 154-87.

Subcortical intelligence: Caudate volume predicts IQ in healthy adults. Grazioplene RG, G Ryman S, Gray JR, Rustichini A, Jung RE, DeYoung CG. Hum Brain Mapp. 2014 Dec 9. doi: 10.1002/hbm.22710.

The corpus callosum of Albert Einstein’s brain: another clue to his high intelligence? Men W, Falk D, Sun T, Chen W, Li J, Yin D, Zang L, Fan M. Brain. 2014 Apr;137(Pt 4):e268. doi: 10.1093/brain/awt252.

Tänä vuonna on julkaistu useampi tutkimus, joiden lähdemateriaalina on käytetty Suomen Puolustusvoimien Peruskoe-1:n tuloksia. Vuodesta 1981 lähtien alokkaille on tehty uudistettu Peruskoe-1 (aiemmin peruskoe), joka koostuu kolmesta osa-alueesta: kuviotesti, numerotesti ja sanatesti. Aineisto on ainutlaatuinen, sillä koe on järjestelmällisesti toteutettu vuosikymmenten ajan lähes koko ikäluokan miehille.

Tutkijat Edward Dutton Oulun yliopistosta ja Richard Lynn Ulsterin yliopistosta saivat Suomen Puolustusvoimien P1-testien raakatulokset analysoitavakseen vuosilta 1988-2001 ja 2009. He valottavat saamiaan tuloksia Intelligence-lehdessä julkaistussa artikkelissa ”A Negative Flynn Effect in Finland, 1997-2009”.  Testin pitkäaikaisen käytön ja suurten vuosittaisten osallistujamäärien ansiosta käytettävissä oli hyvin laaja aineisto: yhteensä 407 166 testitulosta.

Artikkeli nostaa aineistoanalyysistä esille muutaman mielenkiintoisen seikan: testin raakapisteiden keskiarvot nousivat vuosien 1988-1997 aikana, mutta sen jälkeen ne ovat kääntyneet laskuun. Keskiarvojen muutos ei ole yhtä voimakas kaikilla osa-alueilla. Esimerkiksi kuviotestin keskiarvo nousi osa-alueista eniten, ja vuoden 1997 jälkeistä tulosten heikkenemistä havaittiin enemmän numerotestissä ja sanatestissä. Vaikka havaitut muutokset ovat hyvin maltillisia, ne ovat kuitenkin johdonmukaisia. Ainoa poikkeus on vuosi 1991, jonka keskiarvot ovat selkeästi sekä edeltävää että seuraavaa vuotta korkeammat.

Ajanjakson alkuvuosien raakapistemäärän nousun selitykseksi kirjoittajat tarjoavat Flynn-efektiä ja viittaavat tulkintaa tukeviin muissa maissa tehtyihin tutkimuksiin. Vuoden 1997 jälkeisen keskiarvojen alenemiseen ja mahdolliseen negatiiviseen Flynn-efektiin he tarjoavat yhdeksi syyksi negatiivisen korrelaation älykkyysosamäärän ja hankittujen lasten lukumäärän välillä. Kyseinen artikkeli on lyhyehkö katsaus aiheeseen ja mahdollisia syitä keskiarvojen laskuun ei siinä analysoida laajemmin.

Sari Pekkala Kerr ym. puolestaan käyttivät puolustusvoimien testituloksia vertaillessaan Suomen koulutusjärjestelmän muutosta rinnakkaiskoulujärjestelmästä (kansa- ja oppikoulu) peruskoulujärjestelmään, joka tapahtui vähitellen vuosien 1972-1977 aikana. Suomen aineisto on ainutlaatuinen vertailtaessa kahden koulutusjärjestelmän eroja. Aiemmin vastaavissa tutkimuksissa on vertailtu eri maiden järjestelmiä toisiinsa tai eri alueita saman maan sisällä, nyt pystyttiin vertaamaan muutoksen etenemistä maan sisällä. Aiemmissa tutkimuksissa on saatu ristiriitaisia tuloksia sen suhteen, onko nuorena tehty eriyttäminen yhtenäiskoulua parempi koulutusjärjestelmä.

Vuodesta 1982 alkaen puolustusvoimien testien tulokset ovat identifioituja ja niitä voidaan verrata muihin tietopankkeihin, tässä tapauksessa Tilastokeskuksen väestötietoihin. Tämä mahdollisti tarkempien tietojen saamisen tutkituista henkilöistä, heidän kotitaustastaan ja esimerkiksi eri koulujärjestelmissä olleiden veljesparien vertailun. Tässä tutkimuksessa käytettiin vuosien 1962-1966 aikana syntyneiden testituloksia, jotka suorittivat asepalveluksensa tammikuusta 1982 alkaen. Tutkimus perustui laajaan tilastolliseen analyysiin ja differences-in-differences-menetelmään.

Yleisellä tasolla tuloksista löydettiin ainoastaan pieni parannus sanatestissä, mutta ei muutoksia muissa osakokeissa. Kiinnostavimmat muutokset huomattiin vertailtaessa oppilaiden taustaa: alhaisen koulutustason tai köyhien vanhempien lasten tulokset paranivat peruskouluun siirtymisen myötä ja näinollen sosioekonomisen aseman vaikutus oppimistuloksiin väheni. Kirjoittajat selittävät muutosta sekä opetussisällön muuttumisella uudistuksen yhteydessä että vertaisryhmän muutoksella. Varhain tehdyn kahteen ryhmään jaon (kansakoulu ja oppikoulu) poistuminen antoi varsinkin alhaisemman lähtökohdan oppilaille paremmat mahdollisuudet edetä opinnoissaan. Oleellista oli, että koulutusjärjestelmän muutoksella ei havaittu negatiivista vaikutusta minkään ryhmän oppilaisiin.

Puolustusvoimien testitulosten saaminen tutkimuskäyttöön on myönteinen asia, vaikka liian suorien johtopäätösten tekeminen niiden perusteella voi johtaa harhaan. Kuten Pekkala Kerr ym. tutkimuksessaan toteavat, hyvin monia muuttujia täytyy ottaa huomioon aineistoa valikoidessa ja sen analysoinnissa on paljon haasteita. Toivottavasti kuitenkin näemme vastaisuudessakin Puolustusvoimien aineistoa käytettävän tutkimuksissa, sillä kuten jo todettua, aineisto on monessa mittakaavassa ainutlaatuinen.

A Negative Flynn Effect in Finland, 1997-2009. Edward Dutton and Richard Lynn. Intelligence, Vol. 41, Issue 6, (November–December 2013), pp. 817–820

School Tracking and Development of Cognitive Skills. Sari Pekkala Kerr, Tuomas Pekkarinen, and Roope Uusitalo. Journal of Labor Economics, Vol. 31, No. 3 (July 2013), pp. 577-602