Kognitiivinen kyvykkyys, psykososiaalinen hyvinvointi sekä fyysinen terveys ovat hyvinvoinnin osatekijöitä WHO:n määritelmän mukaan. Myös vanhuusiän hyvinvointia määritellään yleisesti näiden ominaisuuksien mukaan. Edinburghin yliopistolla tehdyssä tutkimuksessa etsittiin ominaisuuksiltaan yhteneviä ryhmiä näiden ominaisuuksien perusteella (latent class analysis, LCA). Tutkimusaineistona käytettiin Skotlannin Lothiassa vuonna 1936 syntynyttä ikäryhmää, johon kuului 1091 tutkittua henkilöä. Useimmat heistä olivat olleet mukana vuonna 1947 Skotlannissa järjestetyssä mielenterveyden tutkimuksessa, jossa oli mitattu myös älykkyyttä. Tutkittavat olivat olleet tällöin 11-vuotiaita, joten lapsuusiän älykkyys saatiin mukaan tutkimukseen. Ikäryhmä tutkittiin uudelleen vuosien 2004 ja 2007 välillä, jolloin he olivat keskimäärin 70-vuotiaita.

Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa koehenkilöt jaoteltiin ryhmiin vertaamalla yhdeksää muuttujaa, joiden avulla kuvattiin kognitiivisen kyvykkyyden, psykososiaalisen hyvinvoinnin sekä fyysisen terveyden osa-alueita. Näin löydettiin kolme ryhmää, joita vertailtiin toisiinsa väestötieteisiin, persoonaan ja elämäntapoihin liittyvillä muuttujilla. Lukuisista aiemmista tutkimuksista oli havaittu, että monella henkilöllä hyvinvointi on kaikilla mitatuilla alueilla joko hyvä tai huono, tai sitten sekoitus molempia. Lapsuuden aikainen älykkyystutkimus oli erityisen merkityksellinen tässä tutkimuksessa, koska jo aiemmin oli havaittu lapsuuden äo:n yhteys kognitiiviseen kyvykkyyteen ja terveyteen. Tässä tutkimuksessa testattiin, onko älykkyydellä yhteyttä useisiin myöhemmän elämän hyvinvointitekijöihin. On kohtuullista ajatella, että äo liittyy vanhuusajan hyvinvointiin, sillä älykkyyden perusteella voitiin ennustaa vanhuuden sairastavuutta ja kuolleisuutta. Nämä molemmat liittyvät koulutukseen, työssä menestymiseen, terveyteen ja elämäntapavalintoihin, joiden taas on havaittu olevan yhteydessä älykkyyteen. Korkean äo:n omaavalla henkilöllä näyttää olevan ominaisuuksia, jotka viivästyttävät sairauksien puhkeamista ja pidentävät elinikää.

Tutkimuksessa löydetyistä kolmesta karkeasta ryhmästä kahden ryhmän tunnusmerkkejä oli hyvinvoinnin vaihtelevuus eri osa-alueilla ja kolmannen tunnusmerkkinä hyvinvointi kaikilla osa-alueilla. Ensimmäiset kaksi nimettiin heikentyneen kognition ja heikentyneen biopsykologian ryhmäksi. Kolmas ryhmä nimettiin ominaisuuksiensa perusteella korkean hyvinvoinnin ryhmäksi. Vertailluista ominaisuuksista havaittiin, että korkeaa hyvinvointia kokenut ryhmä oli saanut muita huomattavasti paremmat tulokset älykkyystesteistä 11-vuotiaana. Tämän ryhmän jäsenet olivat myös muita paremmin koulutettuja. Heistä useimmat olivat avioituneet ja tässä ryhmässä oli vähemmän avioeroja.

Tutkimuksen perusteella voitiin päätellä älykkyyden ja vakaiden persoonallisuuden piirteiden johtavan terveyttä edistäviin valintoihin ja lopulta myös vanhuuden hyvinvointiin. Muut ryhmiä selvästi erottavat tekijät älykkyyden lisäksi olivat neuroottisuus ja tupakointi. Korkean hyvinvoinnin ryhmässä oli muita ryhmiä vähemmän neuroottisia taipumuksia omaavia ja edelleen tupakoivia henkilöitä. Muita ikäryhmiä tutkimalla on löydetty samansuuntaisia tuloksia; Lapsuuden aikainen älykkyys yhdistyy myöhemmän elämän hyvinvointiin merkittävällä tavalla, vaikka sosiaaliluokan ja koulutuksen vaikutukset rajattaisi pois. Lapsuusajan älykkyys vaikuttaa käänteisesti mm. sydän- ja verisuonitautien, masennuksen, ahdistuksen ja päihteiden väärinkäytön ilmenemiseen.

Patterns and associates of cognitive function, psychosocial wellbeing and health in the Lothian Birth Cohhort 1936. Zammit A, Starr J, Johnson W, Deary I. BMC Geriatrics. 2014. 14:53

Pitkään on tiedetty, että älykkyydellä ja luovuudella (määriteltynä ideoiden uutuudella ja käyttökelpoisuudella) on yhteys, mutta mikä mahtaa tarkalleen olla tämän yhteyden syy? Aiempien tutkimusten mukaan älykkyydellä on jopa voimakkaampi yhteys luovuuteen kuin persoonallisuuden piirteillä, kuten avoimuus uusille asioille tai tunnollisuus.

Toiminnanohjaus, eli ne keinot, joilla yksilö pyrkii saavuttamaan tavoitteensa, vaikuttavat yksilöiden välisiin eroihin älykkyydessä. Aiemmissa tutkimuksissa on havaittu, että toiminnanohjaus on yhteydessä myös luovuuteen. Benedek ja hänen tutkijakollegansa lähtivät selvittämään, löytyisikö älykkyyttä ja luovuutta yhdistävä tekijä joistakin toiminnanohjauksen osa-alueesta.

Toiminnanohjaus (Executive Functions, EF) ovat ihmisen tiedollisen (kognitiivisen) toiminnan prosesseja, jotka kontrolloivat ajattelua ja toimintaa. Toiminnot voidaan jakaa esimerkiksi päivittämiseen (updating), siirtämiseen (shifting) ja tukahduttamiseen (inhibition). Päivittäminen on lähellä työmuistin käsitettä. Se tarkoittaa informaation tarkkailua sekä työmuistin sisällön päivittämistä korvaamalla vanhentunutta tietoa uudella, relevantimmalla tiedolla. Siirtäminen tarkoittaa prosessia, jossa ihminen vaihtaa yhdestä toiminnasta tai huomion kohteesta toiseen ja samalla muuttaa reagointiaan ja toimintatapaansa. Esimerkiksi vaihtaminen sähköpostin kirjoittamisesta puhelimeen vastaamiseen. Tukahduttaminen taas viittaa siihen, miten yksilö pystyy olemaan toteuttamatta impulsseja, jotka eivät ole tilanteessa relevantteja. Tämä tapahtuu esimerkiksi silloin, kun opiskelija jatkaa tenttikirjan lukemista, vaikka hänelle tuli mieleen vilkaista sosiaalisen median päivityksiä.

Luovuuden teoriat painottavat sitä, että luova ajattelu välttää tavanomaisia ajatuspolkuja ja on kykenevä harkitsemaan ja yhdistämään useita toisiinsa liittymättömiä käsitteitä sekä osoittamaan joustavuutta näkökulmissaan. Samat tekijät liittyvät myös toiminnanohjaukseen.

Tutkijat halusivat kartoittaa, miten älykkyys ja luovuus ovat yhteydessä toiminnanohjauksen osa-alueisiin sekä tutkia hypoteesia, jonka mukaan näiden väliset yhteydet johtuvat ainakin osittain yksilöllisistä eroista toiminnanohjauksessa. Tutkimukseen osallistui 243 koehenkilöä ja he kaikki tekivät älykkyyttä, luovuutta ja toiminnanohjauksen osa-alueita mittaavat testit. Älykkyyttä tässä tutkimuksessa mitattiin kahdella joustavan älykkyyden (fluid intelligence) testillä, toinen näistä oli numeerinen ja toinen kielellinen testi. Luovuutta mitattiin testillä, jossa koehenkilön tuli keksiä mahdollisimman montaa uutta ja luovaa käyttötarkoitusta eri esineille. Lisäksi koehenkilöt tekivät persoonallisuustestin.

Tutkijat käyttivät tulosten tarkastelussa niin sanottua piilomuuttujamallia, jonka mukaan toiminnanohjauksesta päivittäminen oli yhteydessä sekä luovuuteen että älykkyyteen. Tukahduttaminen taas oli yhteydessä luovuuteen. Toiminnanohjauksen osa-alueista siirtäminen ei ollut yhteydessä luovuuteen eikä älykkyyteen. Persoonallisuudenpiirteistä avoimuus uusille asioille oli yhteydessä luovuuteen, muilla piirteillä ei tässä tutkimuksessa havaittu olevan yhteyksiä mitattuihin asioihin.

Se, että toiminnanohjauksen osa-alueista päivittäminen oli yhteydessä älykkyyteen, tukee aiempia tutkimustuloksia, jotka ovat löytäneet yhteyden älykkyyden ja työmuistin välillä. Työmuistin kapasiteetti vaikuttaa siihen, miten tehokkaasti yksilö pystyy etsimään asioita muististaan ja näin ollen edesauttaa luovien ideoiden muodostamisen yhdistämällä relevantteja asioita toisiinsa. Samoin laaja työmuistin kapasiteetti helpottaa pitämään tehtävän päämäärän muistissa ja näin helpottavat tehtävään keskittymistä. Tukahduttamisen voi katsoa olevan yhteydessä luovuuteen siten, että luovasti ajatteleva henkilö etsii nimenomaan luovia ratkaisuja ja samalla estävät tavanomaisten ratkaisujen pohtimista. Näin ollen luova ajattelu ei niinkään ole spontaania toimintaa vaan vahvasti kontrolloitua aktiviteettia. Yksilölliset erot toiminnanohjauksen osa-alueissa voivat selittää siis osan luovuuden ja älykkyyden välisestä yhteydestä, eivät kuitenkaan kaikkea.

Benedek, Jauk, Sommer, Arendasy & Neubauer (2014) Intelligence, creativity, and cognitive control: The common and differential involvement of executive functions in intelligence and creativity. Intelligence 46 (73-83)

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.