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是什么決定了我們的性格

· 杰里米·內(nèi)森斯(Jeremy Nathans

約翰斯·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子生物學(xué)和遺傳學(xué)教授、美國國家科學(xué)院成員

所周知,人在很小的時候就顯示出極其明顯的個人人格特征。有些孩子外向,有些孩子內(nèi)向;有些孩子做事很專注,有些孩子則比較容易分心;有些孩子意志堅定,有些孩子則不盡如人意。在很大程度上,人格特征決定了一個人將來會如何——消極或積極,善于社交或獨(dú)來獨(dú)往,獨(dú)裁主義或自由至上,善解人意或性格多疑。這些特征聚集于成千上萬人身上,塑造了社會的整體特征。

那么,人格又是由什么決定的呢?它在多大程度上是與生俱來的?又在多大程度上是由后天經(jīng)歷塑造的呢?從本質(zhì)上來說,這關(guān)乎大腦的發(fā)育、功能和可塑性,是我們所能提出的關(guān)于腦科學(xué)最深層的問題。

早在100多年前,英國博物學(xué)家弗朗西斯·高爾頓(Francis Galton)就提出了以上這些超越當(dāng)時的人們認(rèn)知的問題1。高爾頓將塑造人格、智力及其他精神特征的力量歸結(jié)為“先天和后天”(nature and nurture)共同作用的結(jié)果。在過去的一個世紀(jì)中,對動物行為學(xué)、心理學(xué)及遺傳學(xué)的研究已經(jīng)開始結(jié)合并集中于此領(lǐng)域的探索上。

達(dá)爾文是高爾頓的表兄弟,他對家畜的選擇育種很感興趣。通常選擇育種會導(dǎo)致動物外表和行為的改變??紤]到我們有可能從非人類親緣物種身上獲得啟發(fā),達(dá)爾文的工作便成了一個很好的切入點(diǎn)。狗就是一個很好的例子。養(yǎng)過狗的人都知道,每只狗都有不同的性情、技能和習(xí)性,簡而言之,這些特征塑造了狗的個性。值得注意的是,這些特征在很大程度上要?dú)w因于遺傳組分。金毛獵犬的溫順個性、澳大利亞牧羊犬的群居本能及德國牧羊犬的自律,這些特征很大程度上都是選擇育種的產(chǎn)物。對于狗主人和飼養(yǎng)員來說,這些行為特征與狗的身體特征一樣重要,但兩者又存在很大的區(qū)別。

野生犬和家犬的最大區(qū)別在于家犬更溫順,這源于家犬與人類交往所遵循的基本規(guī)則,也是它們在馴化過程中發(fā)生的根本變化。這一特征體現(xiàn)在其眼神交流意味發(fā)生的戲劇性變化:從敵意變成了友善。德米特里·別里亞耶夫(Dmitri Balyaev)和柳德米拉·特魯特(Lyudmila Trut)及其同事對西伯利亞銀狐進(jìn)行了一項具有里程碑意義的研究,他們發(fā)現(xiàn),通過對西伯利亞銀狐進(jìn)行三四十代的選擇育種,它們的習(xí)性和行為就能從野生態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轳Z化態(tài)2。20世紀(jì)50年代后期,這一項目在新西伯利亞開始執(zhí)行,最終培育出的狐貍有許多與家犬類似的可愛特征,包括搖尾巴、回應(yīng)人類的呼喚,以及渴望肢體交流和眼神交流等。

我們從馴化西伯利亞銀狐的研究中可以得出一個結(jié)論:狐貍種群從野生態(tài)到馴化態(tài)的轉(zhuǎn)變需要潛在的遺傳多樣性,而這些遺傳多樣性早已存在于野生狐貍種群之中。事實(shí)上,據(jù)研究者觀察,僅培育了4代之后,西伯利亞銀狐就開始表現(xiàn)出“友好”行為,當(dāng)然“友好”是根據(jù)西伯利亞銀狐與人類之間的互動情況來定義的。目前,決定西伯利亞銀狐馴化程度的具體基因變化的因素雖然尚不清楚,但現(xiàn)有證據(jù)表明,無論基因發(fā)生怎樣的變化,都會導(dǎo)致激素水平的改變,如糖皮質(zhì)激素等應(yīng)激激素水平的降低。

遺傳會決定動物的行為特征,那么這一觀點(diǎn)在多大程度上適用于人類呢?為了嘗試回答這一問題,明尼蘇達(dá)大學(xué)的心理學(xué)家托馬斯·布沙爾(Thomas Bouchard)于1979年展開了一項雄心勃勃的研究:明尼蘇達(dá)大學(xué)雙生子研究。在接下來的20多年時間里,布沙爾和他的同事開始尋找被分開撫養(yǎng)的雙胞胎,來判斷遺傳因素和生活環(huán)境對這些雙胞胎的心理影響有多大3。這項研究針對的是成長于不同撫養(yǎng)環(huán)境下的雙胞胎,布沙爾等研究人員對比了同卵雙胞胎和異卵雙胞胎,同時還與明尼蘇達(dá)大學(xué)的戴維·呂肯(David Lykken)合作,比較了被共同撫養(yǎng)的雙胞胎和被分開撫養(yǎng)的雙胞胎4

同卵雙胞胎,也叫單卵雙胞胎,來自單個受精卵,在發(fā)育早期分裂形成兩個胚胎。這兩個胚胎從雙親那里繼承了同樣的基因,因此他們的性別和遺傳背景都相同,也就是說,同卵雙胞胎要么兩個都是男孩要么兩個都是女孩,而不可能是一個男孩和一個女孩。實(shí)際上,大約每270個人中就有一人是同卵雙胞胎中的一員。

異卵雙胞胎,也叫雙卵雙胞胎,是在兩個卵細(xì)胞于同一排卵周期被釋放后,由兩個精子獨(dú)立受精,然后發(fā)育成的兩個胚胎。因此,這兩個個體之間的相似度與其他普通兄弟姐妹的相似度一樣。不過與其他普通兄弟姐妹相比,異卵雙胞胎的顯著特征是他們同時在一個子宮里孕育且年齡相同。遺傳學(xué)家有一個不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f法:異卵雙胞胎各自的基因平均有50%都一樣5。由于異卵雙胞胎獨(dú)立地繼承了X染色體和Y染色體,因此他們可能是同性,即兩個都是男孩或都是女孩;也可能是異性,即一個男孩和一個女孩。實(shí)際上,大約每115個人中就有一人是異卵雙胞胎中的一員。

最簡單的雙胞胎研究設(shè)計如下:首先測量同卵雙胞胎或異卵雙胞胎可量化的特征,如身高、體重和血壓等;然后計算出每對雙胞胎之間的差異值,并將同卵雙胞胎組和異卵雙胞胎組的結(jié)果進(jìn)行比較(由于同卵雙胞胎性別相同,因此研究設(shè)計將異卵雙胞胎限定為同性別類型。)例如,某項研究表明,異卵雙胞胎之間的平均身高差異約為4.5厘米,而同卵雙胞胎之間的平均身高差異約為1.7厘米,于是,人們將同卵雙胞胎之間的平均身高差異小歸因于其遺傳相似性高。

敏銳的讀者可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了此類研究的不足之處,尤其是對人格特征的研究,因為人格特征會受到心理因素的影響。同卵雙胞胎通??雌饋矸浅O嗨?,以至于彼此混淆,這偶爾會帶來娛樂效果。不過,他們可能會發(fā)現(xiàn),老師、朋友甚至親戚傾向于以相同的方式對待雙方,這或許是因為這些人難以分辨究竟誰是誰,但也有可能是因為這些人下意識地認(rèn)為兩個相貌相似的人在其他方面也相似。這一類型的人際交往相似性創(chuàng)造了行為遺傳學(xué)家所稱的“共享環(huán)境”(shared environment),它會導(dǎo)致人們混淆對先天與后天的分析。另外,同卵雙胞胎在廣義的人格特征上往往很相似,且彼此之間會形成非常緊密的聯(lián)系。這種情況導(dǎo)致了另一個難題:同卵雙胞胎之間密切的聯(lián)系可能會增強(qiáng)他們的心理相似性,從而降低他們之間的差異性。

有些雙胞胎從出生或在嬰兒期就被分開撫養(yǎng),選擇他們進(jìn)行研究可以很好地解決上述難題,就像明尼蘇達(dá)大學(xué)雙生子研究所顯示的那樣,被分開撫養(yǎng)的同卵雙胞胎與異卵雙胞胎之間的對比能提供很多有用的信息。這其中,雙胞胎在遺傳上無論是100%相同還是平均50%相同,他們的生長環(huán)境基本上是不相關(guān)的。另外,研究人員還進(jìn)行了對比實(shí)驗,即同卵雙胞胎共同撫養(yǎng)和分開撫養(yǎng)的對比,以及異卵雙胞胎共同撫養(yǎng)和分開撫養(yǎng)的對比。這些實(shí)驗提供了另一種評估環(huán)境因素對兒童影響的方法。

在20多年的時間里,明尼蘇達(dá)大學(xué)雙生子研究的科學(xué)家共研究了81對分開撫養(yǎng)的同卵雙胞胎和56對分開撫養(yǎng)的異卵雙胞胎。接受研究時,這些雙胞胎的平均年齡為41歲。此前他們僅在一起生活過約5個月的時間,之后由于某些原因在接下來的30年里從未接觸過彼此。研究期間,每位被試需要在明尼蘇達(dá)大學(xué)生活一個星期,并接受一系列有關(guān)生理、醫(yī)學(xué)和心理的測試。

心理測試的結(jié)果令人感到十分震驚。在一些人格特征測試中,如外向/內(nèi)向、情緒穩(wěn)定性測試等,通過對被試人群差異性進(jìn)行統(tǒng)計測量,研究人員發(fā)現(xiàn)遺傳因素的影響巨大,能解釋約40%的差異性。此外,職業(yè)興趣及特定的社會行為,如宗教信仰和傳統(tǒng)主義,同樣顯示出遺傳因素的巨大影響。

在人類的所有心理特征中,對智商(IQ)的研究最深入,智商是根據(jù)被試在知識和智力技能的書面測試中的表現(xiàn)來確定的。盡管“智商”這個詞聽上去過于夸張,但該測試具有理論和實(shí)踐的雙重意義,因為其結(jié)果可以很好地用來預(yù)測教育水平和職業(yè)狀況6。明尼蘇達(dá)大學(xué)雙生子研究的數(shù)據(jù)顯示,對于被試,約70%的智商測試分?jǐn)?shù)差異可以用遺傳學(xué)來解釋。特別值得一提的是,在智商測試中,分開撫養(yǎng)的同卵雙胞胎之間的分?jǐn)?shù)差異,僅略高于同一個人在兩個不同場合進(jìn)行測試時的分?jǐn)?shù)差異。對同卵雙胞胎的不同撫養(yǎng)家庭進(jìn)行系統(tǒng)分析,結(jié)果顯示,父母的教育水平及家庭文化或科學(xué)素養(yǎng)對智商測試分?jǐn)?shù)幾乎沒有影響。結(jié)果雖然很不尋常,但需要有一些限定,因為研究并未考慮極端富?;驑O端貧窮的生活環(huán)境。這項研究中,幾乎所有被試都在提供了可靠的教育機(jī)會的家庭和社區(qū)中長大,因此遺傳因素適用于這種普遍的環(huán)境。

之所以強(qiáng)調(diào)明尼蘇達(dá)大學(xué)雙生子研究項目,是因為該研究的樣本量很大,設(shè)計得很理想,在人格及智商方面,對雙胞胎的諸多其他研究也提供了與此項目結(jié)果非常一致的數(shù)據(jù)7。一項針對80歲以上的110對同卵雙胞胎和130對異卵雙胞胎的對比研究顯示,在測試的每個測量變量中,同卵雙胞胎都表現(xiàn)出更高的相似性,包括一般認(rèn)知能力(智商)、記憶力、語言能力、空間想象力和反應(yīng)能力8。此外,這項研究還表明,隨著年齡的增長,遺傳因素與智商差異的關(guān)聯(lián)度不會明顯下降。不過,還有很多問題并沒有得到很好的解決,如智商測試分?jǐn)?shù)能否很好地反映積極性、好奇心、自律度以及“智力”本身。

個體之間存在人格和認(rèn)知能力的差異,而對雙胞胎的研究可以用來衡量遺傳因素對這些差異的影響,但這種方法無法揭示導(dǎo)致這種差異的生物學(xué)機(jī)制。就像在研究不同類型汽車的性能特征數(shù)據(jù)后,我們可能會發(fā)現(xiàn)保時捷比豐田加速更快,但要想了解造成這種差異的原因,則需要對這兩種汽車的不同之處進(jìn)行詳細(xì)分析,同時還需要掌握許多關(guān)于汽車工作原理的知識。

在生物學(xué)中,要想深入了解這種機(jī)制,我們必須理解細(xì)胞的生長、分化、相互聯(lián)系及其特殊功能。也就是說,我們需要探究每個人的基因圖譜,包括蛋白質(zhì)編碼、蛋白質(zhì)的組合及支撐細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的分子機(jī)器的形成。這是一項艱巨的任務(wù),目前我們還遠(yuǎn)未完全理解這些過程。不過,過去50多年的成果也不容小覷,比如許多神經(jīng)元之間組裝和連接的機(jī)制已為人所了解。

遺傳學(xué)的發(fā)展相當(dāng)迅速,目前,我們已經(jīng)掌握了人類及許多其他物種的完整DNA序列,并且已經(jīng)從成千上萬的人類個體中確定了部分DNA序列。這些序列表明,人類與其他哺乳動物的基因圖譜極為相似,不過,基因的結(jié)構(gòu)和功能存在許多相對細(xì)微的差異,這些差異累積起來,便造成了不同哺乳動物物種之間巨大的生理差異和心理差異。此外,對人類不同個體的DNA圖譜進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn),個體之間存在差異的基因平均僅占1‰9。那么,這些遺傳差異是如何促使我們成為與眾不同的個體的呢?這便是人類目前所面臨的最大的科學(xué)挑戰(zhàn)。

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