《自然·神經(jīng)科學(xué)》英國(guó)帝國(guó)理工科學(xué)家發(fā)現(xiàn)決定人類智商的基因序列網(wǎng)絡(luò)

2015-12-26 人工智能學(xué)家

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據(jù)英國(guó)《每日電訊報(bào)》報(bào)道，此前已有研究指出人類智商75%由基因決定，剩余的25%才受教育或朋友社群等外在環(huán)境影響。但此前一直沒(méi)有人能準(zhǔn)確說(shuō)出什么基因才是決定智商的。但現(xiàn)在科學(xué)家已在此領(lǐng)域有所突破。

來(lái)自英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)能夠決定人類智商的基因序列網(wǎng)絡(luò)。科學(xué)家認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)可被利用來(lái)提升人類腦力。

英國(guó)倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的科學(xué)家首次確定大腦中與人類智力相關(guān)的基因集群——M1和M3，其很可能影響人的認(rèn)知功能，包括記憶力、注意力、反應(yīng)和推理能力。相關(guān)研究成果發(fā)表在最新一期《自然·神經(jīng)科學(xué)》雜志上。

科學(xué)家用足球隊(duì)的類比來(lái)解釋這兩條基因序列決定智商的原理：當(dāng)所有的球員都各就各位時(shí)，系統(tǒng)就能良好運(yùn)轉(zhuǎn)，也就造成了我們所說(shuō)的才思敏捷。但是當(dāng)這兩條基因未被表達(dá)，或是產(chǎn)生了突變，則會(huì)造成遲鈍、甚至嚴(yán)重的認(rèn)知障礙。

這兩個(gè)基因群分別包含數(shù)以百計(jì)的基因，它們很可能受主調(diào)控開(kāi)關(guān)的控制。目前該研究尚處于早期階段，但研究人員將深入研究這一基因網(wǎng)絡(luò)，以期最終能夠通過(guò)調(diào)控這些基因來(lái)提高人的認(rèn)知功能。

研究人員研究了大量接受過(guò)手術(shù)治療的癲癇患者的腦組織標(biāo)本。他們對(duì)人腦中數(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)果分別與智力正常人群的遺傳信息和患有神經(jīng)系統(tǒng)疾病的人群的遺傳信息結(jié)合進(jìn)行研究。通過(guò)各種計(jì)算分析后，他們發(fā)現(xiàn)，正常人群大腦中一些與智力相關(guān)的基因突變，同樣也可導(dǎo)致認(rèn)知能力受損和癲癇。

該研究論文的首席作者、帝國(guó)理工學(xué)院醫(yī)學(xué)系博士約翰遜·米迦勒說(shuō)：“令人興奮的是，這些基因很可能有一個(gè)共同的控制機(jī)制，這意味著我們可以操縱一整套與人類智力有關(guān)的基因的活動(dòng)。研究表明，或許可以通過(guò)調(diào)控這些基因來(lái)提升智力。盡管目前這只是一種理論上的可能，但我們已經(jīng)邁出了第一步。”

研究人員稱，這項(xiàng)研究表明，對(duì)健康人群和病患的大量基因組數(shù)據(jù)集進(jìn)行研究，將是解開(kāi)人類大腦功能之謎的新途徑。他們希望該類研究能為治療神經(jīng)疾病如癲癇提供新見(jiàn)解，并最終改善與這些疾病相關(guān)的治療手段。

科學(xué)家還認(rèn)為，這兩條基因共有一個(gè)“開(kāi)關(guān)”，如果他們能夠找到這一開(kāi)關(guān)，并把它“打開(kāi)”的話，或許能夠使每個(gè)人都享有正常智商水平。

相關(guān)報(bào)道 Science：大型研究尋找“高學(xué)歷”基因

一個(gè)跨國(guó)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)大型的GWAS研究，通過(guò)分析來(lái)自美國(guó)、澳大利亞和13個(gè)西歐國(guó)家的超過(guò)125,000名個(gè)體，鑒定了與受教育程度有關(guān)的遺傳學(xué)指標(biāo)。文章發(fā)表在Science雜志上。

這項(xiàng)研究由SSGAC領(lǐng)導(dǎo)（Social Science Genetic Association Consortium），包括NYU、Erasmus大學(xué)、康奈爾大學(xué)、哈佛大學(xué)、Bristol大學(xué)和昆士蘭大學(xué)等多個(gè)研究機(jī)構(gòu)。

全基因組關(guān)聯(lián)分析GWAS可以被用來(lái)解析，遺傳學(xué)指標(biāo)與特定性狀或疾病的關(guān)聯(lián)。研究人員正是通過(guò)這一技術(shù)，在大量的遺傳學(xué)變異中，找到影響受教育程度的主要指標(biāo)。這項(xiàng)研究的對(duì)象包括來(lái)自不同國(guó)家的個(gè)體，因此研究人員將國(guó)際教育標(biāo)準(zhǔn)分類ISCED，作為衡量受教育程度的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

要得到可靠的結(jié)果需要大量的樣本，為此研究人員對(duì)超過(guò)125,000名個(gè)體的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，樣本量比此前的同類研究大十倍以上。單核苷酸多態(tài)性SNP是指DNA上單個(gè)位點(diǎn)的微小變化，這一項(xiàng)目總共研究了約兩百萬(wàn)SNP，這些SNP對(duì)受教育程度差異的影響約為2%。研究人員指出，如果樣本量更大的話，這一數(shù)字還會(huì)增加。

研究顯示，有三個(gè)SNP（rs9320913, rs11584700, rs4851266）對(duì)受教育程度的影響較為顯著，每個(gè)SNP的影響約為0.02%，差不多相當(dāng)于一個(gè)月的教育。而此前有研究鑒定了對(duì)人類身高影響最大的SNP，其影響達(dá)到0.40%。

“我們希望這些發(fā)現(xiàn)能夠幫助人們理解，學(xué)習(xí)、記憶、閱讀障礙和認(rèn)知衰退背后的生物學(xué)過(guò)程，”文章共同作者之一，康奈爾大學(xué)的Daniel Benjamin說(shuō)。

“這項(xiàng)研究的樣本量達(dá)到了125,000，而之前同類研究所用的樣本量要小得多，很少有大于10,000的，有的甚至只包括100名個(gè)體。在假定單個(gè)基因有較大影響的前提下，樣本量小的研究可以得到有意義的結(jié)果。但如果基因的影響較小（如這項(xiàng)研究），就需要非常大的樣本量才能獲得可重復(fù)的可靠結(jié)果。”NYU的助理教授David Cesarini說(shuō)。

研究人員謹(jǐn)慎的強(qiáng)調(diào)，他們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)所謂的“高學(xué)歷基因”，也并未暗示人的受教育程度在出生時(shí)就已注定。

“遺傳學(xué)影響更傾向于通過(guò)可變的環(huán)境渠道起作用，”NYU的社會(huì)學(xué)家Dalton Conley解釋道。“我們鑒定了影響受教育程度的遺傳學(xué)變異，在此基礎(chǔ)上，我們可以著手分析其他因素對(duì)這種遺產(chǎn)學(xué)影響的作用，包括國(guó)家政策、父母和經(jīng)濟(jì)條件等。我們的目的是為公眾提供更好的教育。”