原標(biāo)題:什么決定了我們的智力? 智力的高低究竟是由什么決定的?
1955年,愛因斯坦因主動(dòng)脈瘤破裂,在美國普林斯頓醫(yī)院去世,腦外科醫(yī)生托馬斯·哈維偷走了他的大腦,希望能夠在其海綿組織,找到一個(gè)天才背后的秘密。
愛因斯坦的大腦被測(cè)量、稱重并切成240片,然后全部密封在石蠟中并在顯微鏡下仔細(xì)研究。但科學(xué)家沒有任何發(fā)現(xiàn),雖然其他幾個(gè)研究人員自那時(shí)起做了許多嘗試,他們也找不到愛因斯坦的大腦和普通人的大腦之間有什么關(guān)鍵差異。這是為什么呢?難道愛因斯坦的大腦跟普通人的沒什么兩樣?
什么決定了智力?
這個(gè)問題困擾了科學(xué)家許多年,不過最近幾十年的研究讓科學(xué)家們漸漸找到了這個(gè)謎團(tuán)背后的真相。
原來,決定智力的不是大腦的某個(gè)區(qū)域的特殊結(jié)構(gòu),而是基因,F(xiàn)在科學(xué)家都認(rèn)同,人類智商主要由基因決定,剩下的小部分受家庭、教育等后天環(huán)境影響。這就解答了哈維的困惑,之所以他沒法找到愛因斯坦大腦的特別之處,就在于他的測(cè)量方法不正確,用顯微鏡是沒法看到基因的工作方式的。
現(xiàn)在,科學(xué)家們用復(fù)雜的方法已經(jīng)在大腦皮層和海綿組織中發(fā)現(xiàn)了影響大腦表現(xiàn)的7000多個(gè)基因。然而,我們知道,人類的大腦基因庫基本上是相同的,那么,為什么會(huì)出現(xiàn)一些人比另外一些人更聰明的情況呢?
一些運(yùn)動(dòng)員之所以那么 ,是因?yàn)樵谒麄兩眢w里發(fā)現(xiàn)了一些變異基因。同樣地,科學(xué)家們?cè)谝恍└咧巧倘巳旱拇竽X里也發(fā)現(xiàn)了能改善神經(jīng)元工作的變異基因,它們的數(shù)量達(dá)到數(shù)千個(gè)以上,總體上對(duì)智力的影響高達(dá)50%。
比如,2014年,英國倫敦國王學(xué)院的大腦研究員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵基因NPTN,研究者認(rèn)為這個(gè)基因控制著大腦神經(jīng)元生長和分裂的速度,決定了大腦皮質(zhì)層的厚度。大腦皮質(zhì)層是大腦的表層,其作為控制中心,在這里將進(jìn)行所有的復(fù)雜計(jì)算,使大腦能夠控制我們的運(yùn)動(dòng)、感官和語言發(fā)生。
研究表明,NPTN 基因的變異會(huì)導(dǎo)致大腦左側(cè)半球皮質(zhì)的厚薄變化,皮質(zhì)較薄的,智商相對(duì)較低。類似地,其他科學(xué)家已經(jīng)確定了一些關(guān)鍵基因,某些基因可以改變大腦的化學(xué)物質(zhì),從而使得個(gè)體學(xué)習(xí)能力增強(qiáng),而其它基因則會(huì)引發(fā)個(gè)體行為的改變,使得一部分人更愛冒險(xiǎn)。
不過,這些基因里的每一種,都只能對(duì)智力產(chǎn)生細(xì)微影響,比如NPTN基因?qū)χ橇Φ挠绊懘蟾艦?.5%,影響是十分有限的。單純憑某種特定的基因,顯然還不能完全塑造像愛因斯坦那樣的科學(xué)天才,要知道這些天才的神經(jīng)元可以快速交換信息,所有的腦區(qū)構(gòu)造都很卓越。那么,天才頭腦那兒還藏有什么秘密呢?
基因是團(tuán)隊(duì)玩家
2015年,來自倫敦帝國學(xué)院的神經(jīng)學(xué)家找到了問題的關(guān)鍵。
研究人員對(duì)122例癲癇患者、63名健康人和100只小鼠腦組織的數(shù)千個(gè)基因表達(dá)進(jìn)行了仔細(xì)分析,然后將分析結(jié)果分別與6732名智力正常人群的遺傳信息進(jìn)行比較研究。通過各種復(fù)雜計(jì)算后,他們發(fā)現(xiàn),不像之前科學(xué)家認(rèn)為的大腦的不同部分具有明確的功能,例如海馬區(qū)跟記憶有關(guān),視覺區(qū)是管理視覺的神經(jīng)中樞,實(shí)際上,大腦的整個(gè)區(qū)域都是相互影響的。同樣地,特定的變異基因也并不能決定一個(gè)人的智力,對(duì)智力起決定作用的是基因的合作網(wǎng)絡(luò)。
在基因網(wǎng)絡(luò)中,各個(gè)基因都是相互影響的。比如,如果決定神經(jīng)元生長的基因的特征為低活性,則神經(jīng)元生長緩慢,如果活性增加,神經(jīng)元開始生長得更快。同時(shí),這個(gè)基因的活性可以影響其他基因的活性,也可以改善或惡化其他基因的工作。
我們知道,大腦包含大約1000億個(gè)神經(jīng)元,那么,哪些基因網(wǎng)絡(luò)對(duì)智力起決定影響呢?研究者還真找到了兩組重要的基因網(wǎng)絡(luò):遺傳網(wǎng)絡(luò)M1和M3。
遺傳網(wǎng)絡(luò)M1由1148個(gè)基因組成,它們決定了你的記憶的質(zhì)量,以及你在解決問題時(shí)是否擅長結(jié)合你已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。而M3網(wǎng)絡(luò)由150個(gè)基因組成,它決定了你的思考速度、抽象思維能力,以及用創(chuàng)新的方法解決問題的能力。
這兩個(gè)大腦的基因組發(fā)現(xiàn)也支持了神經(jīng)科學(xué)家們?cè)缇吞岢龅年P(guān)于智力的理論。神經(jīng)學(xué)家認(rèn)為,智力分為兩種類型:晶體智力和流體智力。晶體智力是指一個(gè)人利用以前的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)解決問題的能力,如語言文字能力、判斷力,受后天學(xué)習(xí)的影響較大。流體智力則是一個(gè)人在沒有以前經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,能不能創(chuàng)造性地解決新問題。流體智力好的人,則非常擅長抽象思考、邏輯推理以及運(yùn)算等等。
在一個(gè)人20歲初頭,大腦充分發(fā)育前,流體智力一直在完善,由于大腦的神經(jīng)元慢慢老化,它會(huì)在30歲的時(shí)候退化。但隨著知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累,晶體智力在一個(gè)人生命的大部分時(shí)間里都在提高,在大概65歲左右,才開始隨著你的記憶力退化而退化。研究結(jié)果表明,M1基因網(wǎng)絡(luò)決定的正是晶體智力,而M3基因網(wǎng)絡(luò)決定的是流體智力,這兩種智力的衰退時(shí)間周期也得到了這兩種基因網(wǎng)絡(luò)活性的驗(yàn)證。
改善智力有方法
在確定了M1和M3兩個(gè)遺傳網(wǎng)絡(luò)對(duì)智力的影響后,科學(xué)家們還研究了成千上萬的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如自閉癥、精神分裂癥和癲癇患者,研究結(jié)果表明這些人的M3基因網(wǎng)絡(luò)與健康人的有明顯不同。這就說明,基因網(wǎng)絡(luò)不僅決定一個(gè)人的智商高低,而且還決定著他們是否會(huì)患上腦病疾病的危險(xiǎn)。
現(xiàn)在,研究者正在研究控制M1和M3基因網(wǎng)絡(luò)的主基因,如果他們?nèi)〉贸晒,人類將有可能使用基因編輯來?duì)特定基因進(jìn)行編輯,以提高人的智力,或者是來治療癲癇癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及認(rèn)知障礙。
不過,編輯基因提高智力的這一想法還只是在理論上存在可能性。然而,研究人員認(rèn)為我們現(xiàn)在可以期待的是在將來,研究人員找到了控制M1和M3網(wǎng)絡(luò)的主基因,并制造出激活主基因的含有活性成分的藥品,我們可以在考試和會(huì)議之前服用這些藥片,這會(huì)使得我們思考更迅速,記憶力也會(huì)提高,這時(shí)“臨門抱佛腳”還真有可能。
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