Predicting performance on fluid intelligence from speed of processing, working memory, and controlled attention

Fluid inteliigence has been defined as an innate ability to reason which is measured commonly by the Raven's Progressive Matrices (RPM). Individual differences in fluid intelligence are currently explained by the Cascade model (Fry & Hale, 1996) and the Controlled Attention hypothesis (Engle, Kane, & Tuholski, 1999; Kane & Engle, 2002). The first theory is based on a complex relation among age, speed, and working memory which is described as a Cascade. The alternative to this theory, the Controlled Attention hypothesis, is based on the proposition that it is the executive attention component of working memory that explains performance on fluid intelligence tests. The first goal of this study was to examine whether the Cascade model is consistent within the visuo-spatial and verbal-numerical modalities. The second goal was to examine whether the executive attention component ofworking memory accounts for the relation between working memory and fluid intelligence. Two hundred and six undergraduate students between the ages of 18 and 28 completed a battery of cognitive tests selected to measure processing speed, working memory, and controlled attention which were selected from two cognitive modalities, verbalnumerical and visuo-spatial. These were used to predict performance on two standard measures of fluid intelligence: the Raven's Progressive Matrices (RPM) and the Shipley Institute of Living Scales (SILS) subtests. Multiple regression and Structural Equation Modeling (SEM) were used to test the Cascade model and to determine the independent and joint effects of controlled attention and working memory on general fluid intelligence. Among the processing speed measures only spatial scan was related to the RPM. No other significant relations were observed between processing speed and fluid intelligence. As 1 a construct, working memory was related to the fluid intelligence tests. Consistent with the predictions for the RPM there was support for the Cascade model within the visuo-spatial modality but not within the verbal-numerical modality. There was no support for the Cascade model with respect to the SILS tests. SEM revealed that there was a direct path between controlled attention and RPM and between working memory and RPM. However, a significant path between set switching and RPM explained the relation between controlled attention and RPM. The prediction that controlled attention mediated the relation between working memory and RPM was therefore not supported. The findings support the view that the Cascade model may not adequately explain individual differences in fluid intelligence and this may be due to the differential relations observed between working memory and fluid intelligence across different modalities. The findings also show that working memory is not a domain-general construct and as a result its relation with fluid intelligence may be dependent on the nature of the working memory modality.

Body size in the field cricket Gryllus integer (Orthoptera : Gryllidae) :heritability and male mating success

The influence of male body weight on the aggressive and mating behaviour of male Gryllus integer was studied under laboratory conditions. The relationship between adult age and weight was first determined; female weight increased and male weight decreased with age. Virgin males that had been isolated since the adult molt were paired for similar age and a difference in weight of greater than 200 mg. Paired males and a virgin female were observed in a glass arena for 24 minutes or until a mating occurred. Larger males mated significantly more often than smaller males. Larger males attacked more often, were more successful in aggressive encounters and had more contact with the female. Males that did not mate had lower rates of courtship and mounts than males that mated. Females in trials that did not result in a mating were signifcantly heavier than females in trials that resulted in a mating. Larger males that mated were significantly closer in weight to the weight of the female than larger males in trials that did not result in a mating. Larger males in trials that did not result in a mating had higher rates of aggressive stridulation than larger males that mated. Male weight is therefore important in mating success; fitness traits should theoretically show low genetic variability. However, significant heritability values were found for live weight, dry weight, head width, pronotum width and length, hind femur length and forewing length when estimated from the regression of offspring on mid-parent values, offspring and female and male values separately and full-sib correlations. The heritability of hind femur width was significant when estimated from the regression of offspring on male parent and from full-sib correlations. Heritability estimates of forewing length were significantly higher when estimated from the regression of offspring on female parent than when estimated from the regression of offspring on male parent. High phenotypic, genetic and environmental correlations were found between all pairs of traits. Data on male mating success and the heritability of fitness traits were discussed in terms of the maintenance of genetic variability.

Heritability of multiple mating by female field crickets, Gryllus integer (Orthoptera: Gryllidae)

The heritability of multiple mating in female Gryllus integer crickets was studied. Two preliminary experiments were conducted to determine when females first mate following the post-imaginal moult and to ascertain whether constant exposure to males affects female mating rate. Female Q. integer first mated at an average age of 3.6 days (S.D. = 2.3, Range = 0-8 days) . Exposing female crickets to courting males 24 hr daily did not significantly alter mating rates from those females in contact with males for only 5 hr per day. A heritability value of 0.690 ± 0.283 was calculated for multiple mating behavior in female Q. integer using a parent-offspring regression approach. Parental females mated between land 30 times (x 9.8, S . D. = 6. 6 ) and offspring matings ranged from 0 to 26 times (x 7 .3, S.D. = 3.4). Multiple mating is probably a sexually selected trait which functions as a mechanism of female choice and increases reproductive success through increased offspring production. Classical theory suggests that traits intimately related with fitness should exhibit negligible heritable variation. However, this study has shown that multiple mating, a trait closely linked with reproductive fitness, exhibits substantial heritability. These results are in concordance with a growing body of empirical evidence suggesting many fitness traits in natural populations demonstrate heritabilities far removed from zero. Various mechanisms which may maintain heritable variation for female multiple mating in wild, outbred Q. integer populations are discussed.

Mating behaviours of the field cricket (Gryllus integer) at different levels of male density

The reproductive behaviour of the field cricket, Gryllus integer, was systematically observed in indoor arenas to determine the extent of female Choice and male-male competition at different sex ratios representing two male densities (12:6 and 6:6). The costs and benefits to males and females in those two densities were analyzed according to the theory of the evolution o£ leks. Observations were conducted during the dark hours when most calling occurred since hourly rates of courtship song and mating did not fluctuate significantly over a 24 h period. Female mating rates were not significantly different between densities, therefore males at high densities were not advantaged because of increased female tendencies to mate when social stimulation was increased. Mean rates of acoustical signalling (calling and courtin"g) did not differ significantly between densities. Mean rates of fighting by males at the high density were significantly greater than those of males at the low density. Mating benefits associated with callin~courting and fighting were measured. Mating rates did not vary with rates of calling at either density. Calling was not a prerequisite to mating. Courtship song preceded all matings. There was a significant power fit between male mating and courting rates, and male mating and fighting rates at the low, but not at the high, density. Density differences in the benefits associated with increased courting and fighting may relate, in part, to greater economic defensibility and monopoly of females due to reduced male competition at the low density. Dominant males may be preferentially chosen by females or better able to monopolize mating opportunities than subordinate males. Three criteria were used to determine whether dominant males were preferentially chosen by females. The number of matings by males who won fights (within 30 min of mating) was significantly greater than the number of matings by males who were defeated in such fights. Mating rates did not vary significantly with rates of winning at either density. There was a significant power fit between male mating rates and the percentage of fights a male won (irrespective of his fighting-frequency) at the low density. The mean duration a male guarded the female after mating did not vary significantly between densities. There was a significant linear relationship between the duration a spermatophore was retained and the duration a male guarded the female after mating. Courtship song apparently stimulated spermatophore removal. Male guarding involved inter-male aggression and reduced courtship attempts by other males. Males at the high density received no apparent reproductive benefits associated with increased social stimulation. Conclusive evidence for preferential choice of males by females, using the criteria examined here, is lacking. Males at the lower density had fewer competitors and could monopolize females more effectively.

The effect of gregarine parasite infections, age, and diet on calling song structure and mating behaviour in the Texas field cricket, Gryllus integer

In the past ten years, many researchers have focussed their attention on parasites regarding the role they may play in causing variations in male secondary sexual traits and subsequent effects on female choice. Male age has also been suggested to be an important factor in female choice if old age reflects superior genes. This study investigated the effects that gregarine gut parasites, age, and diet have on the calling and mating behaviour of the male Texas field cricket, Gryllus integer. Male calling songs were recorded in the laboratory using a Digital Signal Processing Network. The song parameters measured were: pulse rate, pulse width, burst duration, pulses per burst, interburst interval, and percent missing pulses. The effects of parasite load and age on the various calling song parameters was investigated in crickets that were fed two different diets varying in nutritional quality. None of the calling song parameters were affected by either parasite load or age in either diet grou p. Courtship behaviour was ob served and recorded using an Eventlog recorder on an IBM computer in the laboratory. Females mated equally with paras(tized and unparasitized males and with old and young males The total duration and proportion of time spent performing each of 9 courtship displays were recorded for males on each diet. Only one display was affected by parasite load. Highly parasitized males fed the nutritionally inferior diet juddered for a proportionately shorter time than males with low parasite loads. Also, older males performed juddering and shaking antennae proportionally longer and juddering and raising wings for longer durations than younger males. Males that successfully mated were observed for performance of 8 post-copulatory guarding behaviour displays. None of the guarding behaviours were affected by parasite load. However, one display was affected by age, with older males performing guard turning for shorter durations than younger males. Results are discuss,ed in terms of the influence of parasites and age on female choice.

Exploring School Principals’ Perspectives on Emotional Intelligence

Ontario school principals’ professional development currently includes leadership training that encompasses emotional intelligence. This study sought to augment the limited research in the Canadian educational context on school leaders’ understanding of emotional intelligence and its relevancy to their work. The study utilized semi-structured interviews with 6 Ontario school principals representing disparate school contexts based on socioeconomic levels, urban and rural settings, and degree of ethnic diversity. Additionally, the 4 male and 2 female participants are elementary and secondary school principals in different public school boards and represent a diverse range of age and experience. The study utilized a grounded theory approach to data analysis and identified by 5 main themes: Self-Awareness, Relationship, Support, Pressure, and Emotional Filtering and Compartmentalization. Recommendations are made to further explore the emotional support systems available to school leaders in Ontario schools.

Power, Contextual Intelligence and Leadership: Research Approaches for Understanding Participatory Community Climate Change Adaptation

Analysis of power in natural resources management is important as multiple stakeholders interact within complex, social-ecological systems. As a sub-set of these interactions, community climate change adaptation is increasingly using participatory processes to address issues of local concern. While some attention has been paid to power relations in this respect, e.g. evaluating international climate regimes or assessing vulnerability as part of integrated impact assessments, little attention has been paid to how a structured assessment of power could facilitate real adaptation and increase the potential for successful participatory processes. This paper surveys how the concept of power is currently being applied in natural resources management and links these ideas to agency and leadership for climate change adaptation. By exploring behavioural research on destructive leadership, a model is developed for informing participatory climate change adaptation. The working paper then concludes with a discussion of developing research questions in two specific areas - examining barriers to adaptation and mapping the evolution of specific participatory processes for climate change adaptation.

Modeling Metal Protein Complexes from Experimental Extended X-ray Absorption Fine Structure using Computational Intelligence

Experimental Extended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS) spectra carry information about the chemical structure of metal protein complexes. However, pre- dicting the structure of such complexes from EXAFS spectra is not a simple task. Currently methods such as Monte Carlo optimization or simulated annealing are used in structure refinement of EXAFS. These methods have proven somewhat successful in structure refinement but have not been successful in finding the global minima. Multiple population based algorithms, including a genetic algorithm, a restarting ge- netic algorithm, differential evolution, and particle swarm optimization, are studied for their effectiveness in structure refinement of EXAFS. The oxygen-evolving com- plex in S1 is used as a benchmark for comparing the algorithms. These algorithms were successful in finding new atomic structures that produced improved calculated EXAFS spectra over atomic structures previously found.

Metasociology of intuitional intelligence

UANL

Molecular mechanisms for a switch-like mating decision in Saccharomyces cerevisiae

Les changements évolutifs nous instruisent sur les nombreuses innovations permettant à chaque organisme de maximiser ses aptitudes en choisissant le partenaire approprié, telles que les caractéristiques sexuelles secondaires, les patrons comportementaux, les attractifs chimiques et les mécanismes sensoriels y répondant. L'haploïde de la levure Saccharomyces cerevisiae distingue son partenaire en interprétant le gradient de la concentration d'une phéromone sécrétée par les partenaires potentiels grâce à un réseau de protéines signalétiques de type kinase activées par la mitose (MAPK). La décision de la liaison sexuelle chez la levure est un événement en "tout–ourien", à la manière d'un interrupteur. Les cellules haploïdes choisissent leur partenaire sexuel en fonction de la concentration de phéromones qu’il produit. Seul le partenaire à proximité sécrétant des concentrations de phéromones égales ou supérieures à une concentration critique est retenu. Les faibles signaux de phéromones sont attribués à des partenaires pouvant mener à des accouplements infructueux. Notre compréhension du mécanisme moléculaire contrôlant cet interrupteur de la décision d'accouplement reste encore mince. Dans le cadre de la présente thèse, je démontre que le mécanisme de décision de la liaison sexuelle provient de la compétition pour le contrôle de l'état de phosphorylation de quatre sites sur la protéine d'échafaudage Ste5, entre la MAPK, Fus3, et la phosphatase,Ptc1. Cette compétition résulte en la dissociation de type « intérupteur » entre Fus3 et Ste5, nécessaire à la prise de décision d'accouplement en "tout-ou-rien". Ainsi, la décision de la liaison sexuelle s'effectue à une étape précoce de la voie de réponse aux phéromones et se produit rapidement, peut-être dans le but de prévenir la perte d’un partenaire potentiel. Nous argumentons que l'architecture du circuit Fus3-Ste5-Ptc1 génère un mécanisme inédit d'ultrasensibilité, ressemblant à "l'ultrasensibilité d'ordre zéro", qui résiste aux variations de concentration de ces protéines. Cette robustesse assure que l'accouplement puisse se produire en dépit de la stochasticité cellulaire ou de variations génétiques entre individus.Je démontre, par la suite, qu'un évènement précoce en réponse aux signaux extracellulaires recrutant Ste5 à la membrane plasmique est également ultrasensible à l'augmentation de la concentration de phéromones et que cette ultrasensibilité est engendrée par la déphosphorylation de huit phosphosites en N-terminal sur Ste5 par la phosphatase Ptc1 lorsqu'elle est associée à Ste5 via la protéine polarisante, Bem1. L'interférence dans ce mécanisme provoque une perte de l'ultrasensibilité et réduit, du même coup, l'amplitude et la fidélité de la voie de réponse aux phéromones à la stimulation. Ces changements se reflètent en une réduction de la fidélité et de la précision de la morphologie attribuable à la réponse d'accouplement. La polarisation dans l'assemblage du complexe protéique à la surface de la membrane plasmique est un thème général persistant dans tous les organismes, de la bactérie à l'humain. Un tel complexe est en mesure d'accroître l'efficacité, la fidélité et la spécificité de la transmission du signal. L'ensemble de nos découvertes démontre que l'ultrasensibilité, la précision et la robustesse de la réponse aux phéromones découlent de la régulation de la phosphorylation stoichiométrique de deux groupes de phosphosites sur Ste5, par la phosphatase Ptc1, un groupe effectuant le recrutement ultrasensible de Ste5 à la membrane et un autre incitant la dissociation et l'activation ultrasensible de la MAPK terminal Fus3. Le rôle modulateur de Ste5 dans la décision de la destinée cellulaire étend le répertoire fonctionnel des protéines d'échafaudage bien au-delà de l'accessoire dans la spécificité et l'efficacité des traitements de l'information. La régulation de la dynamique des caractères signal-réponse à travers une telle régulation modulaire des groupes de phosphosites sur des protéines d'échafaudage combinées à l'assemblage à la membrane peut être un moyen général par lequel la polarisation du destin cellulaire est obtenue. Des mécanismes similaires peuvent contrôler les décisions cellulaires dans les organismes complexes et peuvent être compromis dans des dérèglements cellulaires, tel que le cancer. Finalement, sur un thème relié, je présente la découverte d'un nouveau mécanisme où le seuil de la concentration de phéromones est contrôlé par une voie sensorielle de nutriments, ajustant, de cette manière, le point prédéterminé dans lequel la quantité et la qualité des nutriments accessibles dans l'environnement déterminent le seuil à partir duquel la levure s'accouple. La sous-unité régulatrice de la kinase à protéine A (PKA),Bcy1, une composante clé du réseau signalétique du senseur aux nutriments, interagit directement avec la sous-unité α des petites protéines G, Gpa1, le premier effecteur dans le réseau de réponse aux phéromones. L'interaction Bcy1-Gpa1 est accrue lorsque la cellule croit en présence d'un sucre idéal, le glucose, diminuant la concentration seuil auquel la décision d'accouplement est activée. Compromettre l'interaction Bcy1-Gpa1 ou inactiver Bcy1 accroît la concentration seuil nécessaire à une réponse aux phéromones. Nous argumentons qu'en ajustant leur sensibilité, les levures peuvent intégrer le stimulus provenant des phéromones au niveau du glucose extracellulaire, priorisant la décision de survie dans un milieu pauvre ou continuer leur cycle sexuel en choisissant un accouplement.

The use of artificial intelligence algorithms to guide surgical treatment of adolescent idiopathic scoliosis

La scoliose idiopathique de l’adolescent (SIA) est une déformation tri-dimensionelle du rachis. Son traitement comprend l’observation, l’utilisation de corsets pour limiter sa progression ou la chirurgie pour corriger la déformation squelettique et cesser sa progression. Le traitement chirurgical reste controversé au niveau des indications, mais aussi de la chirurgie à entreprendre. Malgré la présence de classifications pour guider le traitement de la SIA, une variabilité dans la stratégie opératoire intra et inter-observateur a été décrite dans la littérature. Cette variabilité s’accentue d’autant plus avec l’évolution des techniques chirurgicales et de l’instrumentation disponible. L’avancement de la technologie et son intégration dans le milieu médical a mené à l’utilisation d’algorithmes d’intelligence artificielle informatiques pour aider la classification et l’évaluation tridimensionnelle de la scoliose. Certains algorithmes ont démontré être efficace pour diminuer la variabilité dans la classification de la scoliose et pour guider le traitement. L’objectif général de cette thèse est de développer une application utilisant des outils d’intelligence artificielle pour intégrer les données d’un nouveau patient et les évidences disponibles dans la littérature pour guider le traitement chirurgical de la SIA. Pour cela une revue de la littérature sur les applications existantes dans l’évaluation de la SIA fut entreprise pour rassembler les éléments qui permettraient la mise en place d’une application efficace et acceptée dans le milieu clinique. Cette revue de la littérature nous a permis de réaliser que l’existence de “black box” dans les applications développées est une limitation pour l’intégration clinique ou la justification basée sur les évidence est essentielle. Dans une première étude nous avons développé un arbre décisionnel de classification de la scoliose idiopathique basé sur la classification de Lenke qui est la plus communément utilisée de nos jours mais a été critiquée pour sa complexité et la variabilité inter et intra-observateur. Cet arbre décisionnel a démontré qu’il permet d’augmenter la précision de classification proportionnellement au temps passé à classifier et ce indépendamment du niveau de connaissance sur la SIA. Dans une deuxième étude, un algorithme de stratégies chirurgicales basé sur des règles extraites de la littérature a été développé pour guider les chirurgiens dans la sélection de l’approche et les niveaux de fusion pour la SIA. Lorsque cet algorithme est appliqué à une large base de donnée de 1556 cas de SIA, il est capable de proposer une stratégie opératoire similaire à celle d’un chirurgien expert dans prêt de 70% des cas. Cette étude a confirmé la possibilité d’extraire des stratégies opératoires valides à l’aide d’un arbre décisionnel utilisant des règles extraites de la littérature. Dans une troisième étude, la classification de 1776 patients avec la SIA à l’aide d’une carte de Kohonen, un type de réseaux de neurone a permis de démontrer qu’il existe des scoliose typiques (scoliose à courbes uniques ou double thoracique) pour lesquelles la variabilité dans le traitement chirurgical varie peu des recommandations par la classification de Lenke tandis que les scolioses a courbes multiples ou tangentielles à deux groupes de courbes typiques étaient celles avec le plus de variation dans la stratégie opératoire. Finalement, une plateforme logicielle a été développée intégrant chacune des études ci-dessus. Cette interface logicielle permet l’entrée de données radiologiques pour un patient scoliotique, classifie la SIA à l’aide de l’arbre décisionnel de classification et suggère une approche chirurgicale basée sur l’arbre décisionnel de stratégies opératoires. Une analyse de la correction post-opératoire obtenue démontre une tendance, bien que non-statistiquement significative, à une meilleure balance chez les patients opérés suivant la stratégie recommandée par la plateforme logicielle que ceux aillant un traitement différent. Les études exposées dans cette thèse soulignent que l’utilisation d’algorithmes d’intelligence artificielle dans la classification et l’élaboration de stratégies opératoires de la SIA peuvent être intégrées dans une plateforme logicielle et pourraient assister les chirurgiens dans leur planification préopératoire.

Intelligence collective et démocratie en Politique, III, 11

À l’heure où les limites du modèle de la démocratie représentative traditionnelle apparaissent de plus en plus évidentes, on a pu défendre, dans la littérature récente, un modèle sensiblement différent : celui d’une démocratie épistémique, tirant parti, par le mécanisme de la délibération inclusive, d’une forme d’intelligence collective qui serait disséminée à travers les agents d’une collectivité. Or, les partisans d’une telle approche se réclament souvent d’un argument qu’on trouve sous la plume d’Aristote en Politique, III, 11. L’objectif de cette étude est d’examiner la légitimité d’une telle filiation, en examinant de manière comparative les arguments modernes en faveur de la démocratie épistémique délibérative et le texte aristotélicien. Un tel travail permet de nuancer la portée du recours à Aristote dans les justifications épistémiques de la démocratie : d’une part, le mécanisme auquel songe Aristote dans le texte de la Politique ne saurait se ramener à une forme quelconque de délibération inclusive ; et, d’autre part, l’argument épistémique se trouve restreint par la mise en évidence des limites intrinsèques du régime démocratique. Plutôt que la source d’une position moderne en faveur de la démocratie, on trouverait alors chez Aristote l’occasion de penser le danger concret qui guette tout modèle délibératif : c’est-à-dire, la confiscation du débat public par une minorité de démagogues, qui empêche la collectivité de tirer parti de la diversité cognitive qu’elle contient.

L'autisme, une autre intelligence: nouveauté ou recul?

Dans ce texte, nous soumettons à examen la conception de l'autisme avancée par Laurent Mottron dans son ouvrage L'autisme : une autre intelligence (Mottron, 2004). Le texte comprend quatre parties. Dans la première partie, nous présentons le cadre paradigmatique de l'auteur en matière de troubles envahissants et l'emphase mise sur une catégorie qu'il tient pour majoritaire bien que négligée dans la littérature scientifique et dans les réseaux de services : les troubles envahissants du développement sans déficienceintellectuelle (TEDSDI). Il assimile ce groupe à un nouvel autisme dominant. Dans la deuxième partie, nous montronsque souscrire à l'idée de l'autisme comme une autre forme d'intelligence ne permet pas une conceptualisation adéquate des capacités ni des déficits des personnes concernées. La troisième partie, aborde le problème du traitement de l'autisme. À l'encontre des propos de Mottron, nous défendons la pertinence de traiter l'autisme, notamment par I'intervention comportementale intensive (lCI) et l'analyse appliquée du comportement et jugeons sa position anachronique. D'autre part, la prépondérance et quasiexclusivité qu'il accorde à TEACCH comme réponse sociopsycho-pédagogique apparaît injustifiée. La quatrième partie constitue une critique de l'analyse des émotions chez les personnes autistes que fait l'auteur à partir d'écrits autobiographiques, un retour vers l'introspection comme méthode de recherche. En conclusion, nous déplorons le ton général du propos, trop dialectique, notamment dans sa dichotomisation entre autistes et non autistes. Le militantisme de Mottron pour les « autistes » sans déficience intellectuelle déçoit, de même que le débordement idéologique de sa théorie en faveur de la reconnaissance d'une culture autistique.