生命科學

尋找智力基因

雖然智力很容易測量,也反應了某種程度的真實, 但是當科學家搜尋人類的基因組, 卻找不到形塑智力的因子,進而發現 這些因子遠比預期的難以捉摸。

撰文/齊默(Carl Zimmer)
翻譯/林雅玲

生命科學

尋找智力基因

雖然智力很容易測量,也反應了某種程度的真實, 但是當科學家搜尋人類的基因組, 卻找不到形塑智力的因子,進而發現 這些因子遠比預期的難以捉摸。

撰文/齊默(Carl Zimmer)
翻譯/林雅玲

重點提要
■研究人員利用高效能的新技術來探索基因和大腦,希望可以找出個體間智力差異的基礎。
■他們的研究提供與智力有關的新知識,同時也揭露基因和環境間超乎預期的複雜作用。
■科學家對基因在智力上所扮演的角色知道得越多,智力反而顯得越複雜,但是這方面的研究仍然是值得的。

英國倫敦精神病學研究所的行為遺傳學家普羅明(Robert Plomin)想了解智力的本質。做他這一行得要有耐心,因為研究工作之一就是要觀察數千名兒童的成長。普羅明會詢問他們一些問題,例如「水和牛奶有什麼共通的地方?」和「太陽從哪邊下山?」一開始他和同事打電話或親自對這些兒童進行測驗,現在這些兒童大多10幾歲了,所以他們利用網路進行測驗。

就某種意義來說,這個研究的成功令人振奮。這些受試的兒童都是雙胞胎,研究顯示,同卵雙胞胎的智力分數比異卵雙胞胎的接近,而異卵雙胞胎的分數又比沒血緣的兒童更接近。這些結果和其他研究所得的結果相似,讓科學家更確定基因對於兒童的智力測驗分數有重要影響。

但是普羅明想要知道更多,他希望可以找到造成這些影響的特定基因。現在他已經有工具可以找出基因,這是他剛開始從事這個研究時不敢奢望的。普羅明和同事利用微陣列(microarray)來掃描受試者的基因,那是可以辨識50萬個不同DNA片段的晶片,這個強大的工具再加上數量龐大的兒童研究數據,代表他可以找出造成智力測驗分數微小差異的基因。

然而,當普羅明和同事揭開微陣列研究(這是有史以來最大型的智力相關基因搜尋實驗)的謎底時,結果卻不如預期。研究人員只發現六個遺傳標記對測驗成績有影響,當他們用更嚴謹的統計方法分析這些結果的可信度,只有一個基因通過考驗,不過它只對智力測驗造成0.4%的影響,更糟的是沒有人知道這個基因在身體有什麼功能。

普羅明說:「就某方面來說,這真是沒意思。」

普羅明的處境在研究智力的科學家中很常見,如同利用微陣列技術,他們以腦部掃描和其他精密的儀器來解讀基因和環境對智力發展複雜又巧妙的影響,並檢視智力差異如何呼應到大腦的結構和功能,有些科學家甚至從中得到新觀點,認為智力反應了資訊在大腦流動的方式。但是除了這些進展,智力仍然是深奧難解的謎。美國明尼蘇達大學的心理學家強生(Wendy Johnson)說:「我們對智力的了解,少得可憐。」

智力分數真的有意義?

某種意義上來說,智力並不複雜。美國維吉尼亞大學的特克海默(Eric Turkheimer)說:「我們在每個人身上都可以觀察得到智力。無論在專業上如何描述,每個人都知道有些人就是比較聰明,當你和對方交談,就可以感覺得到。」

但是這種直覺沒辦法簡單轉化成科學定義。1996年,美國心理學學會發表一份關於智力的報告,裡頭只陳述:「每個人對於了解複雜概念、有效適應環境、舉一反三、進行不同形式推理和利用思考克服困難的能力,是不同的。」

為了測量這些不同,心理學家在1900年代早期發展出針對不同思考能力的測驗,包括算術、空間推理和語文技巧,有些心理學家更建立了智力標準量表,可以比較不同測驗的成績。這些測驗中最廣為人知的就是智商(IQ)測驗,它的平均得分設為100。

然而IQ並不只是一個數字,心理學家大致上可以利用它來預測人們生活的其他層面。根據兒童時期的IQ分數,可能可以對人們在學校和工作場合的表現做出合理有效的預測。另一方面,IQ高的人甚至有長壽的傾向。

「如果你知道某人的IQ,就能洞悉這個人所有認知功能的長處和弱點嗎?」美國加州大學爾灣分校的海爾(Richard J. Haier)說:「那是不可能的!」但即使是個簡單的數字,也有可能讓你知道很多。「當你去看醫生,一開始會先做什麼?會有人先幫你量血壓和體溫,得到兩個數字。沒有人會用血壓和體溫來對你的健康下結論,但是它們是重要的指標。」

那麼,什麼是智力成績的基礎?美國國家精神衛生研究院(NIMH)的精神病學家蕭(Philip Shaw)指出:「它一定指涉某些東西」。說明「智力成績反應了什麼」最具影響力的理論,已經出現一個世紀了︰1904年,精神病學家斯皮爾曼(Charles Spearman)發現,如果有人在一項測驗裡表現得好,通常其他測驗也難不倒他們。雖然測驗成績之間的連結並不強烈,但是斯皮爾曼觀察足夠的數據後主張,這個連結是「g因素」(一般智力因素)所造成的。

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2008年第81期11月號】