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研究人員重點關注大腦中額葉區域以及所謂的θ波的可測量協調性。這些腦波的頻率在4到8赫茲之間，屬於較慢的神經頻率。 「當大腦面臨特殊挑戰時，例如在集中思考或需要有意識地控制自身行為時，它們往往就會出現，」詹姆斯·傑斐遜大學複雜數據分析與建模實驗室負責人舒伯特說道。

即使在嗡嗡作響的手機旁也能集中註意力

這項研究的148名參與者年齡在18歲至60歲之間，他們首先完成了評估記憶力和智力的測試，然後使用腦波圖（EEG）記錄他們的大腦活動。這種方法使用放置在頭皮上的電極來測量大腦中的微小電訊號，是一種成熟的技術，可以精確洞察認知過程。在腦波圖記錄過程中，參與者完成了三項目的在評估認知控制能力的智力挑戰任務。

研究人員對參與者靈活地在不斷變化的規則之間切換的能力很感興趣，這是智慧資訊處理的一個重要方面。例如，參與者必須按下按鈕來判斷一個數字是奇數還是偶數，片刻之後再判斷它是大於還是小於五。每次規則的切換都需要快速調整心理策略——這個過程讓研究人員能夠密切觀察大腦網路如何即時協調。

結果顯示，認知能力較高的人在關鍵時刻，尤其是在做決定時，會表現出格外強烈的θ波同步。他們的大腦在關鍵時刻更善於維持有目的的思考。 「中額葉θ連接更強的人通常更善於集中注意力，排除干擾，無論是工作時手機震動，還是在繁忙的火車站裡想讀書，」舒伯特解釋說。

大腦中靈活的節奏

安娜-萊娜·舒伯特教授尤其驚訝於這種大腦節律協調與認知能力的緊密連結。 「我們沒想到這種關係會如此清晰，」她說。最重要的並非持續的同步，而是大腦靈活地、根據具體情況調整節奏的能力——就像一支管弦樂隊跟隨一位技藝精湛的指揮家。中額葉區域通常負責這種協調的基調，但它與大腦其他區域協同工作。中額葉θ波的連結似乎在執行決策時尤其重要，但在對新任務規則進行心理調整時則不然。

先前關於認知能力的腦電圖研究大多關注孤立腦區的活動。相較之下，本研究採用了網路層面的方法，檢視不同腦區如何在多個任務中相互作用，以識別穩定的整體模式。研究結果證明，個體認知能力的差異與大腦的動態網路行為相關。

舒伯特強調：「諸如基於大腦的訓練工具或診斷等潛在應用還有很長的路要走。但我們的研究為理解智力在神經層面的運作方式奠定了重要的基礎。」一項後續研究目前正在萊茵-美因地區招募40歲及以上的參與者，目的在探索哪些生物和認知因素進一步支持這種高效的大腦協調，以及其他認知能力（例如處理速度和工作能力）的作用。

參考文獻:

1. Anna-Lena Schubert, Christoph Löffler, Henrike M. Jungeblut, Mareike J. Hülsemann. Trait characteristics of midfrontal theta connectivity as a neurocognitive measure of cognitive control and its relation to general cognitive abilities.. Journal of Experimental Psychology: General, 2025; DOI: 10.1037/xge0001780