Aivojen rakenteen ja älykkyyden yhteyttä on tutkittu paljon. On esimerkiksi osoitettu, että aivojen suurempi koko korreloi älykkyyden kanssa. Luonnollisena selityksenä tälle on tarjottu sitä, että suuremmissa aivoissa on enemmän hermosoluja ja niiden tarjoamaa laskentatehoa. Aiemmat tutkimukset ovat myös osoittaneet, että älykkyystestiä tehdessä korkeamman tuloksen saaneiden koehenkilöiden aivot kuluttivat vähemmän energiaa kuin heikomman tuloksen saaneet. Tästä ja jatkotutkimuksista onkin arveltu, että älykkyyteen liittyy myös aivojen tehokkaampi toiminta. Aivojen mikrorakenteiden yhteyttä älykkyyteen ei kuitenkaan ole toistaiseksi tutkittu.

Nature Communications -lehdessä julkaistussa artikkelissa älykkyyden ja aivojen mikrorakenteen välistä yhteyttä tutkittiin MRI-kuvaukseen perustuvan NODDI-tekniikan (Neurite Orientation Dispersion and Density Imaging) avulla. Tekniikalla pystytään kuvantamaan hermosolujen haarakkeiden määrää ja kolmiulotteista suuntautumista. Tutkimuksessa käytettiin kahta erillistä kohorttia, jotka koostuivat 259 ja 498 koehenkilöstä. Koehenkilöt tekivät älykkyystestin ja heidän aivonsa kuvannettiin NODDI-tekniikalla. Aivokuoren eli korteksin muodostaa harmaa aine, jossa sijaitsevat hermosolujen solukeskukset ja viejähaarakkeet eli dendriitit. Valkeassa aineessa sijaitsevat puolestaan hermosolujen tuojahaarakkeet eli aksonit. Tutkimuksessa aivojen koko määritettiin mittaamalla aivokuoren ja valkean aineen tilavuudet. Aivojen mikrorakenteita tutkittiin mittaamalla hermosolujen haarakkeiden tiheyttä ja suuntautumista aivokuoressa ja valkeassa aineessa.

Tulokset vahvistivat aiemman käsityksen ja osoittivat, että suuremmat aivot ja siitä johtuva hermosolujen korkeampi lukumäärä korreloivat korkean älykkyyden kanssa. Aivojen mikrorakenteet paljastivat kuitenkin vielä lisää eroja. Sekä hermosolujen haarakkeiden määrä että niiden suuntautumisen hajanaisuus aivokuorella korreloivat käänteisesti älykkyyden kanssa. Valkeassa aineessa vastaavaa korrelaatiota ei löydetty. Käytännössä älykkäämmissä aivoissa hermosoluilla oli vähemmän viejähaarakkeita ja ne olivat keskenään samansuuntaisia. Se voi kuulostaa ristiriitaiselta, mutta selitys löytyy aivojen tehokkaammasta toiminnasta. Koska ainoastaan oleellisimmat yhteydet ovat jäljellä, signaali liikkuu nopeammin juuri oikeaan paikkaan, eikä sekoitu taustakohinaan.

Aivot kehittyvät lapsuuden jälkeenkin noin kahteenkymmeneen ikävuoteen asti. Käytännössä hermosolujen välille syntyy lisää haarakkeita ja aktiivisesti käytettävät haarakkeet vahvistuvat. Oleellista on myös se, että vähemmän käytettävät haarakkeet hermosolujen välillä kuihtuvat pikkuhiljaa pois. Tämä optimoi aivojen rakennetta ja on uusien asioiden oppimisen perusta. Aiemmissa tutkimuksissa onkin havaittu, että joissakin alhaiseen älykkyyteen liittyvissä patologioissa, kuten Downin syndroomassa, hermosoluissa on synapseja eli kahden hermosolun liitoskohtia keskimääräistä suurempi määrä. On arveltu, että tuolloin vähän käytettyjen haarakkeiden kuihtuminen on häiriintynyt ja se hidastaa aivojen prosessointikykyä. Myös aiemmat tietokonesimulaatiot ovat osoittaneet, että vähemmän käytettyjen haarakkeiden poistuminen tehostaa oppimista ja prosessointinopeutta. Lisäksi se vähentää energiankulutusta.

Tulokset vahvistavat käsitystä siitä, että erityisesti tarpeettomien hermosolujen haarakkeiden karsiutuminen liittyy aivojen prosessointikykyyn ja älykkyyteen. Aiemmin on jo osoitettu, että kognitiivisia tehtäviä tehdessä korkeamman älykkyyden koehenkilöillä aktivoituu pelkästään tehtävässä tarvittava alue aivoista. Alhaisemman älykkyysosamäärän koehenkilöillä aktivointia tapahtui myös käytettävän aivoalueen viereisillä alueilla. Tämä voi liittyä huonommin optimoituihin yhteyksiin hermosolujen välillä.

Tutkimuksen tuloksia vahvistaa se, että pääosa tuloksista havaittiin kahdella toisistaan riippumattomalla kohortilla. Kohortit erosivat toisistaan usealla tavalla. Niissä oli esimerkiksi käytetty eri älykkyystestiä (BOMAT ja PMAT24) ja sekä MRI-kuvantaminen että sen alkuanalysointi erosivat toisistaan.

Tutkimus osoitti ensimmäistä kertaa, että älykkyys korreloi aivojen mikrorakenteiden kanssa. Erityisesti hermosolujen väliset kytkökset ovat tehokkaita ja hyvin rakentuneita, joiden vuoksi älykkäämmät aivot kykenevät toimimaan nopeammin ja tehokkaammin. Tulokset vahvistavat myös käsitystä siitä, että älykkyys on havaittavissa aivojen rakenteessa.

Diffusion markers of dendritic density and arborization in gray matter predict differences in intelligence. E. Genç, C. Fraenz, C. Schlüter, P. Friedrich, R. Hossiep, M.C. Voelkle, J.M. Ling, O. Güntürkün & R.E. Jung. Nature Communications, 2018, doi:10.1038/s41467-018-04268-8

Matti Grönlundin Helsingin yliopistossa tekemä kasvatustieteen pro gradu -tutkielma tarkastelee käyttäytymistieteellisen tiedekunnan opiskelijoiden näkemyksiä lahjakkuudesta, lahjakkaista oppilaista ja lahjakkaiden oppilaiden opetuksen eriyttämisen menetelmistä. Tutkimuksen taustalla on perusteena myös Perusopetuslain vaatimus opetuksen järjestämisestä oppilaan edellytysten mukaan siten, että se edistää oppilaan kehitystä. Lahjakkaiden oppilaiden opetuksen eriyttämiseen tulisi kiinnittää enemmän huomiota.

Tutkimus toteutettiin verkkokyselynä, joka lähetettiin pro gradu -ryhmien ohjaajille opiskelijoille välitettäväksi sekä jaettiin Helsingin yliopiston opiskelijoille luokanopettajien, aineenopettajien ja lastentarhanopettajien Facebook-ryhmissä. Kyselyyn vastasi 24 henkilöä, joista naisia oli 17 ja miehiä 7, vastaajia oli kaikista ikäryhmistä. Kyselylomakkeen vastauksia analysoitiin teorialähtöisellä sisällönanalyysillä. Kyselyn ensimmäinen osa koski lahjakkuutta, toinen osa eriyttämistä ja kolmas lahjakkaiden opetusta.

Ensimmäisenä kartoitettiin vastaajien ajatuksia lahjakkuudesta, siitä miten lahjakkuus ymmärretään ja määritellään. Lahjakkuus ymmärrettiin hyvin laajasti ja rinnastettiin usein älykkyyden kanssa. Lähes kaikki vastaajat määrittelivät lahjakkuuden piirteeksi tai ominaisuudeksi, joka tekee ihmisestä erityisen, esimerkiksi jokin kyky tai osaaminen. Myös hyvät edellytykset osata tai oppia jotakin määriteltiin lahjakkuudeksi. Lahjakkuutta ei kuitenkaan pidetty täysin synnynnäisenä tai periytyvänä. Useissa määritelmissä tuli esiin, että lahjakkuutta verrataan johonkin tasoon kuten ikäryhmään ja on siten sidoksissa myös yhteiskunnan arvoihin. Synnynnäisten ominaisuuksien ja kasvuympäristön vaikutuksen lisäksi koettiin tarvittavan sisäistä motivaatiota ja harjoittelua.

Tutkimuksen taustalla oli ajatus siitä, että lahjakkaan oppilaan tunnistaminen on hankalaa. Vastaajat toivat esiin, että lahjakkaan oppilaan tunnistaminen riippuu siitä miten opettaja ymmärtää ja määrittää lahjakkuuden. Vastauksissa tuotiin esiin myös se, että lahjakkuus ei aina ilmene kouluympäristössä, jossa akateeminen osaaminen painottuu ja vähemmälle jäävät luovuus, sosiaaliset taidot ja leikkiminen. Vastaajat pitivät lahjakasta oppilasta helppona ja vähän huomiota vaativana, koska hän on yritteliäs, suoriutuu tehtävistä hyvin ja osaa paljon. Lahjakkuus on tunnistettavissa joissain oppiaineissa helpommin kuin toisissa, mutta myös oppiaineiden ulkopuolisissa asioissa kuten puhumisessa tai esiintymisessä. Lahjakkaan oppilaan määritteleminen on vaikeaa, koska älykäs oppilas, joka suoriutuu hyvin koulussa voi yhtälailla olla älyllisesti lahjakas tai hänellä ei ole erityistä lahjakkuutta ollenkaan. Opettajan on kuitenkin pyrittävä näkemään lahjakkuus ja tukemaan sitä.

Eriyttämisestä vastaajat olivat yksimielisiä siitä, että eriyttävä opetus lähtee oppilaan omasta taito- ja kehitystasosta. Peruskoulussa eriyttävän opetuksen tulisi huomioida sekä heikot että lahjakkaat oppilaat ja jokaisella tulisi olla yhtäläiset mahdollisuudet oppia vaikka kaikkien ei tarvitse oppia kaikkea mitä on tarjolla. Vastaajat kokivat, että toiminnan ja tekemisen laatua ei saisi korvata määrää lisäämällä vaan pitäisi tähdätä opiskelumotivaation ylläpitämiseen. Keskeisintä on ajattelutaitojen kehittyminen.

Lahjakkaiden oppilaiden eriyttäviksi opetusmenetelmiksi nousivat ongelmanratkaisutehtävät, eriyttävät tuntitehtävät, lisätehtävät, oppimisen syventäminen, apuopettajana toimiminen ja projektityöt. Teoriasta poiketen vastaajat eivät kannattaneet juurikaan opetuksen nopeuttamista tai ryhmittelyä. Vastaajat kannattivat kuitenkin omaan tahtiin etenemistä ja vuosiluokkiin sitomatonta opetusta, jotka ovat kuitenkin hyvin lähellä opetuksen nopeuttamisen käsitettä. Vastaajat olivat lähes yksimielisiä siitä, että lahjakkaiden opetus tulisi järjestää yhteisen lähikoulu- ja inkluusioperiaatteen mukaisesti eikä siirtää tavallisen luokan ulkopuolelle.

Grönlundin mukaan lahjakkuuden määrittäminen ja tunnistaminen ei aina ole tarpeellista, koska tärkeintä on keskittyä siihen miten maksimoidaan yksilöstä lähtevä potentiaali. Tasa-arvoisen ja yhtäläisen peruskoulun ei tarvitse tarkoittaa tasapäistävyyttä.

Suomen Mensa ry on myöntänyt tälle pro gradu -tutkielmalle apurahan vuonna 2016.

Lähde:
Grönlund, M. I. 2017. ”Tuntuu hankalalta puhua siitä, että joku on lahjakas.” Käyttäytymistieteellisen tiedekunnan opiskelijoiden näkemyksiä lahjakkuudesta. Kasvatustieteen pro gradu -tutkielma. Helsingin yliopisto, Käyttäytymistieteellinen tiedekunta, Opettajankoulutuslaitos. http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201701231090

Kasvonpiirteistä tehtävillä päätelmillä henkilön älykkyydestä voi olla monenlaisia vaikutuksia arkisissa tilanteissa. Ihmiset tekevät päätelmiä kohtaamiensa ihmisten älykkyydestä usein välittömästi tämän kohdatessaan. Näin syntyvä ennakkoasenne voi olla vaikuttamassa vaikkapa siihen, miten oppilasta arvioidaan opinnoissa tai minkälainen henkilö valitaan johtotehtäviin.

Henkilön älykkyydestä voidaan tehdä arvailuja monenlaisten ominaisuuksien, kuten viestinnässä käytetyn kielen, vartalon symmetrian tai kasvonpiirteiden, perusteella. Kasvoista tehtäviä päätelmiä älykkyydestä on tehty mm. kasvojen korkeuden, silmien välisen etäisyyden, nenän koon, leuan terävyyden kuin myös silmäluomien avoimuuden tai suun kaarevuuden perusteella. On kuitenkin epäselvää, josko näistä ominaisuuksista joku tai mikään muukaan ominaisuus olisi yhteydessä todelliseen mitattuun älykkyyteen. Aiheesta on tehty lukuisia tutkimuksia ja tulokset ovat olleet keskenään ristiriitaisia. Joissain tutkimuksissa on löydetty yhtenevyys kasvoista päätellyn älykkyyden ja mitatun älykkyyden välillä ja toisissa taas ei minkäänlaista vastaavuutta näiden välillä ole havaittu. Tehdyt tutkimukset eivät ole valaisseet sitä seikkaa, voisiko kasvoista tehdyt tarkat päätelmät johtua vaikkapa kulttuurisesti opituista seikoista. Yhtenä mahdollisuutena voi pitää myös sitä, että älykkyys ja kasvonpiirteiden miellyttävyys olisivat geneettisesti yhteydessä toisiinsa. Tämä voisi johtua vaikkapa sitä, että älykkäillä ihmisillä olisi tapana valita vetävän näköisiä puolisoita itselleen. Näistäkin aiheista tehdyistä tutkimuksista on kuitenkin saatu ristiriitaisia tuloksia. Näin ollen lopullisen ja selkeän yhteenvedon tekeminen on vaikeaa.

Australialaisista, yhdysvaltalaisista ja skotlantilaisista tutkijoista koostunut ryhmä pyrki Intelligence -lehdessä julkaistussa tutkimuksessaan selvittämään, oliko tällaisilla kasvoista tehtävillä päätelmillä vastaavuutta todellisten, älykkyystestillä saatujen tulosten kanssa. He hyödynsivät valmista aineistoa, jossa oli 1660 kasvokuvaa identtisistä kaksosista, jotka oli testattu älykkyystesteillä (Wais-III – tai Multidimensional Aptitude Battery, MAB -testillä). Valokuvien kasvot mitoitettiin kuviin sijoitettavien pisteiden avulla. Näin voitiin tarkistaa, oliko joillain tietyillä kasvonpiirteillä erityisesti merkitystä älykkyyttä arvioitaessa, mikäli kuvia katselevat ihmiset osaisivat päätellä kuvattujen henkilöiden älykkyyden oikein.

Kasvonpiirteitä arvioimassa oli 21 tutkimusapulaista, jotka antoivat kullekin kuvalle arvon yhdestä seitsemään sen mukaan, kuinka älykkäänä he tämän piirteitä pitivät. Muita arvioitavia ominaisuuksia olivat mm. kasvojen miellyttävyys, maskuliinisuus ja luotettavuus. Arviontien jälkeen havaittiin, että tutkimusapulaiset pystyivät päättelemään merkityksellisessä määrin (r = 0.15, p < 0.001) kuvissa olevien henkilöiden mitattua älykkyyttä. Tosin samalla arvioijat arvioivat myös miellyttävämmät kasvot selvästi muita älykkäämmiksi (r = 0.34, p < 0.001). Aiemmat tutkimukset eivät kuitenkaan ole havainneet moista yhteyttä kasvojen miellyttävyyden kanssa. Tämäkään tutkimus ei vahvistanut löytöä, kun arvioitua kasvojen miellyttävyyttä verrattiin mitattuun älykkyyteen (r = 0.01, p < 0,517). Sen sijaan kyse saattoi olla niin sanotusta halo- efektistä, jossa henkilö arvioi positiivisten ominaisuuksien liittyvän toisiinsa, vaikkei niiden välillä olisi todellista yhteyttä.

Valokuviin piirrettyjä pisteitä analysoimalla havaittiin, että arvioitu korkeampi älykkyys oli yhteydessä korkeampaan kasvojen korkeuteen, kauempana sijaitseviin silmiin ja suurempaan nenän kokoon. Älykkyystesteillä mitattu älykkyys sen sijaan oli yhteydessä ainoastaan kasvojen korkeuteen ja silmien etäisyyteen. Näistä kahdesta vain silmien etäisyydellä näytti olevan tilastollisesti merkityksellinen yhtenevyys mitatun älykkyyden kanssa. Aiemmat tutkimukset eivät ole havainneet tätä yhteyttä, mutta niissä otoksen suuruudet ovat olleet alle sadan. Verrattuna tämän tutkimuksen 1660:n näytteeseen, voidaan havaita, että aiemmat tutkimukset ovat olleet otostensa puolesta liian suppeita, jotta ne olisivat voineet havaita merkittävällä varmuudella tällaista yhteyttä.

Syytä siihen, miksi tutkimusapulaiset osasivat päätellä valokuvattujen henkilöiden älykkyyttä, ei tämä tutkimus valaissut. Syy saattaa olla jokapäiväisessä elämässä opituista havainnoista.

Tutkimusryhmän oli vaikea luoda yhtenäistä teoriaa löydöistään ja aiemmista tutkimuksista, jotka oli tehty samasta aineistosta, mutta joista oli saatu toisenlaisia tuloksia. Lisäksi he halusivat muistuttaa, että valokuva-aineistoa ei oltu standardisoitu tällaista tutkimusta varten ja se saattoi aiheuttaa vääristymään tuloksiin. Lopputuloksena ryhmä kuitenkin pystyi toteamaan, että kauempana sijaitsevat silmät ovat yhteydessä korkeampaan älykkyyteen ja että ihmiset perustavat älykkyydestä tekemänsä päätelmät oikein liittyen silmien etäisyyteen ja virheellisesti muutamiin tiettyihin piirteisiin, kuten kasvojen korkeuteen ja nenän kokoon.

Assessing the accuracy of perceptions of intelligence based on heritable facial features.
Anthony J. Lee, Courtney Hibbs, Margaret J. Wright, Nicholas G. Martin, Matthew C. Keller, Brendan P. Zietsch, Intelligence, 64 (2017) 1-821.06.2017 doi: https://doi.org/10.1016/j.intell.2017.06.002