《自然·神经科学》英国帝国理工科学家发现决定人类智商的基因序列网络

《自然·神经科学》英国帝国理工科学家发现决定人类智商的基因序列网络

2015-12-26 人工智能学家

 

据英国《每日电讯报》报道，此前已有研究指出人类智商75%由基因决定，剩余的25%才受教育或朋友社群等外在环境影响。但此前一直没有人能准确说出什么基因才是决定智商的。但现在科学家已在此领域有所突破。

来自英国帝国理工学院科学家发现了两个能够决定人类智商的基因序列网络。科学家认为，这一发现可被利用来提升人类脑力。

英国伦敦帝国理工学院的科学家首次确定大脑中与人类智力相关的基因集群——M1和M3，其很可能影响人的认知功能，包括记忆力、注意力、反应和推理能力。相关研究成果发表在最新一期《自然·神经科学》杂志上。

科学家用足球队的类比来解释这两条基因序列决定智商的原理：当所有的球员都各就各位时，系统就能良好运转，也就造成了我们所说的才思敏捷。但是当这两条基因未被表达，或是产生了突变，则会造成迟钝、甚至严重的认知障碍。

这两个基因群分别包含数以百计的基因，它们很可能受主调控开关的控制。目前该研究尚处于早期阶段，但研究人员将深入研究这一基因网络，以期最终能够通过调控这些基因来提高人的认知功能。

研究人员研究了大量接受过手术治疗的癫痫患者的脑组织标本。他们对人脑中数千个基因表达进行了仔细分析，然后将分析结果分别与智力正常人群的遗传信息和患有神经系统疾病的人群的遗传信息结合进行研究。通过各种计算分析后，他们发现，正常人群大脑中一些与智力相关的基因突变，同样也可导致认知能力受损和癫痫。

该研究论文的首席作者、帝国理工学院医学系博士约翰逊·米迦勒说：“令人兴奋的是，这些基因很可能有一个共同的控制机制，这意味着我们可以操纵一整套与人类智力有关的基因的活动。研究表明，或许可以通过调控这些基因来提升智力。尽管目前这只是一种理论上的可能，但我们已经迈出了第一步。”

研究人员称，这项研究表明，对健康人群和病患的大量基因组数据集进行研究，将是解开人类大脑功能之谜的新途径。他们希望该类研究能为治疗神经疾病如癫痫提供新见解，并最终改善与这些疾病相关的治疗手段。

科学家还认为，这两条基因共有一个“开关”，如果他们能够找到这一开关，并把它“打开”的话，或许能够使每个人都享有正常智商水平。

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一个跨国团队进行了一项大型的GWAS研究，通过分析来自美国、澳大利亚和13个西欧国家的超过125,000名个体，鉴定了与受教育程度有关的遗传学指标。文章发表在Science杂志上。

这项研究由SSGAC领导（Social Science Genetic Association Consortium），包括NYU、Erasmus大学、康奈尔大学、哈佛大学、Bristol大学和昆士兰大学等多个研究机构。

全基因组关联分析GWAS可以被用来解析，遗传学指标与特定性状或疾病的关联。研究人员正是通过这一技术，在大量的遗传学变异中，找到影响受教育程度的主要指标。这项研究的对象包括来自不同国家的个体，因此研究人员将国际教育标准分类ISCED，作为衡量受教育程度的统一标准。

要得到可靠的结果需要大量的样本，为此研究人员对超过125,000名个体的数据进行了分析，样本量比此前的同类研究大十倍以上。单核苷酸多态性SNP是指DNA上单个位点的微小变化，这一项目总共研究了约两百万SNP，这些SNP对受教育程度差异的影响约为2%。研究人员指出，如果样本量更大的话，这一数字还会增加。

研究显示，有三个SNP（rs9320913, rs11584700, rs4851266）对受教育程度的影响较为显著，每个SNP的影响约为0.02%，差不多相当于一个月的教育。而此前有研究鉴定了对人类身高影响最大的SNP，其影响达到0.40%。

“我们希望这些发现能够帮助人们理解，学习、记忆、阅读障碍和认知衰退背后的生物学过程，”文章共同作者之一，康奈尔大学的Daniel Benjamin说。

“这项研究的样本量达到了125,000，而之前同类研究所用的样本量要小得多，很少有大于10,000的，有的甚至只包括100名个体。在假定单个基因有较大影响的前提下，样本量小的研究可以得到有意义的结果。但如果基因的影响较小（如这项研究），就需要非常大的样本量才能获得可重复的可靠结果。”NYU的助理教授David Cesarini说。

研究人员谨慎的强调，他们并没有发现所谓的“高学历基因”，也并未暗示人的受教育程度在出生时就已注定。

“遗传学影响更倾向于通过可变的环境渠道起作用，”NYU的社会学家Dalton Conley解释道。“我们鉴定了影响受教育程度的遗传学变异，在此基础上，我们可以着手分析其他因素对这种遗产学影响的作用，包括国家政策、父母和经济条件等。我们的目的是为公众提供更好的教育。”