Gen và môi trường ảnh hưởng đến trí thông minh Genes and Environment Influence Intelligence
Một trong những cuộc chiến gây tranh cãi nhất trong khoa học tâm lý là vai trò của gen trong việc xác định trí thông minh. Trận chiến này thể hiện cuộc tranh luận bẩm sinh / nuôi dưỡng. Mức độ khác biệt trí thông giữa các cá nhân bao nhiêu là do gen và bao nhiêu là do môi trường?
One of the most contentious battles in psychological science has been over the role of genes in determining intelligence. This battle exemplifies the nature/nurture debate. How much are individual differences in intelligence due to genes, and how much are they due to environment?
Bẩm sinh và nuôi dưỡng gắn liền với nhau trong sự phát triển của trí thông minh. Ví dụ, khả năng có vốn từ vựng lớn là khả năng di truyền đáng kể, nhưng mọi từ trong vốn từ vựng của một người đều được học trong môi trường (Neisser et al., 1996). Ngoài ra, việc học từ nào bị ảnh hưởng bởi nền văn hóa cá nhân được nuôi dưỡng, lượng giáo dục nhận được và bối cảnh xã hội chung. Vì vậy, ngay cả khi trí thông minh có thành phần di truyền, cách trí thông minh thể hiện bị ảnh hưởng bởi các hoàn cảnh tình huống khác nhau. Thay vì tìm cách chứng minh liệu bẩm sinh hay nuôi dưỡng mới là yếu tố quan trọng hơn, các nhà tâm lý học cố gắng xác định xem mỗi yếu tố quan trọng này đóng góp vào trí thông minh như thế nào và theo cách nào. Trước tiên, chúng ta hãy xem xét kỹ lưỡng di truyền trong mối liên quan đến trí thông minh.
Nature and nurture are intertwined in the development of intelligence. For example, the capacity for having a large vocabulary is considerably heritable, but every word in a person’s vocabulary is learned in an environment (Neisser et al., 1996). In addition, which words are learned is affected by the culture an individual is raised in, the amount of schooling she or he receives, and the general social context. So even if intelligence has a genetic component, the way intelligence becomes expressed is affected by various situational circumstances. Instead of seeking to demonstrate whether nature or nurture is the more important factor, psychologists try to identify how and in what way each of these crucial factors contributes to intelligence. Let’s first look closely at genetics in relation to intelligence.
CÁC YẾU TỐ DI TRUYỀN Như đã thảo luận trong Chương 3, các nhà di truyền học hành vi nghiên cứu cơ sở di truyền của các hành vi và đặc điểm như trí thông minh. Họ sử dụng các nghiên cứu về các cặp song sinh và con nuôi để ước tính mức độ di truyền của các đặc điểm cụ thể. Họ cố gắng xác định phương sai của các đặc điểm cụ thể có thể liên quan đến các gen. Nhiều nghiên cứu di truyền học hành vi đã chỉ rõ rằng các gen giúp xác định trí thông minh (Bouchard, 2014). Ví dụ, các nghiên cứu cho thấy các cặp song sinh lớn lên được nuôi tách rời có trí thông minh rất giống nhau (HÌNH 8.46).
GENETIC FACTORS As discussed in Chapter 3, behavioral geneticists study the genetic basis of behaviors and traits such as intelligence. They use twin and adoption studies to estimate the extent to which particular traits are heritable. That is, they try to determine the portion of particular traits’ variance that can be attributed to genes. Numerous behavioral genetics studies have made clear that genes help determine intelligence (Bouchard, 2014). For example, studies show that twins raised apart are highly similar in intelligence (FIGURE 8.46).
HÌNH 8.46 Gen và trí thông minh FIGURE 8.46 Genes and Intelligence
Biểu đồ này biểu thị mối tương quan IQ trung bình từ gia đình, nhận con nuôi và thiết kế nghiên cứu sinh đôi. Như được hiển thị bởi các thanh màu đỏ và màu xanh lam ở bên trái, anh chị em được nuôi cùng nhau cho thấy sự giống nhau hơn so với anh chị em được nuôi tách rời. Như được chỉ ra bởi các mối quan hệ giữa cha mẹ và con cái (P-O) trong thanh màu đỏ và xanh lam, cha mẹ và con cái giống nhau hơn về chỉ số IQ khi cha mẹ nuôi con so với khi đứa trẻ được nuôi dưỡng bởi người khác. Như được thể hiện bởi các thanh màu đỏ và xanh lam ở bên phải, mối tương quan cao nhất được tìm thấy giữa các cặp song sinh cùng trứng, cho dù cặp song sinh có được nuôi dưỡng trong cùng một gia đình hay không. Nhìn chung, mức độ quan hệ di truyền càng lớn thì mức độ tương quan về trí thông minh càng lớn.
This graph represents average IQ correlations from family, adoption, and twin study designs. As shown by the red and blue bars on the left, siblings raised together show more similarity than siblings raised apart. As indicated by the relationships between parent and offspring (P-O) in the red and blue bars, a parent and child are more similar in IQ when the parent raises the child than when the child is raised by someone else. As shown by the red and blue bars on the right, the highest correlations are found among monozygotic twins, whether they are raised in the same household or not. Overall, the greater the degree of genetic relationship, the greater the correlation in intelligence.
Nhưng liệu gen của con người có phải là toàn bộ câu chuyện? Ngay cả khi được nuôi tách biệt, những cặp song sinh thừa hưởng một lợi thế có thể nhận được một số cấp số nhân xã hội, một yếu tố môi trường hoặc toàn bộ môi trường, làm tăng những gì có thể đã bắt đầu như một lợi thế nhỏ (Flynn, 2007). (Hiệu ứng cấp số nhân — Một lợi thế nhỏ ban đầu trong một số hành vi, có thể là từ nguồn gốc di truyền, làm thay đổi môi trường và phóng đại lợi thế đó). Giả sử cặp song sinh được thừa hưởng khả năng ngôn ngữ cao hơn mức trung bình. Người lớn nhận thấy khả năng này có thể đọc sách cho cặp song sinh nghe thường xuyên hơn và tặng nhiều sách hơn. “Gen thông minh” đã vượt quá sự hiểu biết các nhà nghiên cứu, có lẽ vì hàng nghìn gen góp phần tạo nên trí thông minh và riêng lẻ mỗi gen chỉ có một tác động nhỏ (Plomin & Spinath, 2004). Thật vậy, một nghiên cứu xem xét một số lượng lớn sự khác biệt gen trên bộ gen đã kết luận rằng khoảng 40% sự khác biệt trong trí thông minh kết tinh và 51% sự khác biệt trong trí thông minh thể lỏng là do ảnh hưởng của gen (Davies và cộng sự, 2011).
But are the genes people possess the whole story? Even when raised apart, twins who have inherited an advantage might receive some social multiplier, an environmental factor or an entire environment, that increases what might have started as a small advantage (Flynn, 2007). Suppose the twins have inherited a higher than average verbal ability. Adults who notice this ability might read to them more often and give them more books. The “intelligence gene” has eluded researchers, probably because thousands of genes contribute to intelligence and individually each has only a small effect (Plomin & Spinath, 2004). Indeed, one study that looked at a large number of gene differences across the genome concluded that about 40 percent of the variation in crystallized intelligence and 51 percent of the variation in fluid intelligence are due to genetic influence (Davies et al., 2011).
Một khả năng khác là sự biểu hiện của các gen khác nhau bị thay đổi bởi các yếu tố môi trường. Như đã thảo luận trong Chương 3, di truyền học biểu sinh liên quan đến những thay đổi đối với biểu hiện gen hơn là đối với ADN. Việc nghiên cứu các quá trình biểu sinh có thể giúp các nhà nghiên cứu hiểu được các yếu tố như chế độ ăn uống có thể liên quan như thế nào đến trí thông minh thông qua việc thay đổi biểu hiện gen (Haggarty et al., 2010). Trong phần tiếp theo, chúng ta xem xét các yếu tố môi trường là tác nhân tiềm ẩn của các hiệu ứng biểu sinh.
An additional possibility is that the expression of different genes is altered by environmental factors. As discussed in Chapter 3, epigenetics involves changes to gene expression rather than to DNA. The study of epigenetic processes may help researchers understand how factors such as diet might be related to intelligence through the alteration of gene expression (Haggarty et al., 2010). In the next section, we consider environmental factors that are potential triggers of epigenetic effects.
CÁC YẾU TỐ MÔI TRƯỜNG Richard Lewontin (1976) đã đưa ra một ví dụ điển hình về những khó khăn của những nhóm người có hoành cảnh trái ngược nhau. Hãy xem xét hạt giống được trồng trong hai thùng riêng biệt (HÌNH 8.47). Trong một thùng, đất cằn và hạt giống được nhận ít nước, ít chất dinh dưỡng và ánh sáng mặt trời không liên tục. Trong thùng còn lại, đất giàu dinh dưỡng và hạt giống được tưới nước thường xuyên, có đủ các chất dinh dưỡng cần thiết và ánh sáng mặt trời dồi dào. Trong mỗi chậu, sự khác biệt giữa sự phát triển của từng cây có thể là do sự khác biệt về gen giống của hạt. Suy cho cùng, nếu môi trường là giống hệt nhau, thì chỉ có gen mới có thể giải thích sự khác biệt. Nhưng ngoài ra, như các nhóm, cây trồng trong một thùng sẽ khác với những cây trong thùng kia vì môi trường khác nhau. Môi trường nghèo nàn sẽ khiến hạt phát triển còi cọc, trong khi môi trường giàu dinh dưỡng sẽ giúp hạt đạt được tiềm năng.
ENVIRONMENTAL FACTORS Richard Lewontin (1976) has provided an excellent example of the difficulties of contrasting groups of people who differ in their circumstances. Consider seeds planted in two separate containers (FIGURE 8.47). In one container, the soil is poor, and the seeds receive restricted water, few nutrients, and intermittent sunlight. In the other container, the soil is rich, and the seeds receive regular watering, all the necessary nutrients, and abundant sunlight. Within each planter, differences between individual plants’ growth can be attributed to the seeds’ genetic differences. After all, the environment is identical, so only genes can explain the differences. But in addition, as groups, the plants in one container will differ from those in the other container because of their different environments. The impoverished environment will stunt growth, whereas the enriched environment will help the seeds reach their potential.
HÌNH 8.47 Những ảnh hưởng môi trường FIGURE 8.47 Environmental Impacts
Trong mỗi chậu cây này, khác biệt giữa các loại cây có thể là do gen. Nhưng hãy lưu ý về sự khác biệt của toàn bộ cây trồng ở chậu cây này và chậu cây kia. Những khác biệt đó có thể là do khác biệt về môi trường giữa những chậu cây. (a) Chậu cây này có môi trường nghèo nàn. Điều kiện thiếu thốn đã ảnh hưởng tiêu cực đến sự tăng trưởng và phát triển. (b) Chậu cây này có môi trường màu mỡ. Các nguồn lực thích hợp đã góp phần vào sự tăng trưởng và phát triển mạnh mẽ.
Within each of these planters, differences in the plants are likely due to genes. But note how different the plants are as a whole between one planter and the other. Those differences likely result from the environmental differences between the planters. (a) This planter has provided an impoverished environment. The poor conditions have negatively affected growth and development. (b) This planter has provided an enriched environment. The proper resources have contributed to robust growth and development.
Nhiều tác động từ môi trường ảnh hưởng đến trí thông minh của con người. Những ảnh hưởng này bao gồm các yếu tố trước sinh (ví dụ: dinh dưỡng của cha mẹ và hấp thu chất, kể cả chất độc) và các yếu tố sau sinh (ví dụ: gia đình, tầng lớp xã hội, giáo dục, dinh dưỡng, niềm tin văn hóa về giá trị của giáo dục và khả năng hấp thu chất, kể cả chất độc). Mỗi yếu tố có khả năng gây ảnh hưởng độc lập trong quá trình phát triển. Ví dụ, cho con bú trong thời kỳ sơ sinh đã được chứng minh là giúp tăng cường sự phát triển trí tuệ (Mortensen, Michaelsen, Sanders, & Reinisch, 2002), và những đứa trẻ được nuôi bằng sữa mẹ cho thấy điểm IQ cao hơn ba mươi năm sau (Victora và cộng sự, 2015). Trong một nghiên cứu thực nghiệm, hơn 17.000 trẻ sơ sinh từ 31 bệnh viện phụ sản ở Belarus được phân ngẫu nhiên hoặc vào nhóm đối chứng hoặc vào một điều kiện mà khuyến khích bú mẹ hoàn toàn kéo dài. Sau 6,5 năm, những đứa trẻ trong nhóm được can thiệp có điểm trung bình cao hơn ở các thang đo thông minh tiêu chuẩn (Kramer và cộng sự, 2008). Cũng có một mối quan hệ rõ ràng giữa cân nặng khi sinh và trí thông minh sau này khi lớn lên (Shenkin, Starr, & Deary, 2004; HÌNH 8.48).
Many environmental influences affect human intelligence. These influences consist of prenatal factors (e.g., parents’ nutrition and intake of substances, including toxins) and postnatal factors (e.g., family, social class, education, nutrition, cultural beliefs about the value of education, and the person’s intake of substances, including toxins). Each factor is likely to exert an independent influence during development. For instance, breast-feeding during infancy has been shown to enhance intellectual development (Mortensen, Michaelsen, Sanders, & Reinisch, 2002), and children who are breast-fed show higher IQ scores thirty years later (Victora et al., 2015). In an experimental study, more than 17,000 infants from 31 maternity hospitals in Belarus were randomly assigned to either a control group or a condition that encouraged prolonged and exclusive breast-feeding. After 6.5 years, the children in the group receiving the intervention had higher means on standardized measures of intelligence (Kramer et al., 2008). There is also an apparent relationship between birth weight and intelligence later in life (Shenkin, Starr, & Deary, 2004; FIGURE 8.48).
Một yếu tố khác ngày càng được công nhận là quan trọng đối với kết quả trí tuệ là sự giàu có của gia đình, được gọi là hoàn cảnh kinh tế xã hội (SES). Theo Richard Nisbett (2009), lớn lên trong một gia đình giàu có làm tăng chỉ số IQ một cách đáng kể, từ 12 đến 18 điểm. Mặc dù cơ chế của phát hiện này không hoàn toàn rõ ràng, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy hoàn cảnh kinh tế xã hội có liên quan đến sự khác biệt trong các vùng não liên quan đến chức năng nhận thức (Lawson, Duda, Avants, Wu, & Farah, 2013). Một khả năng là các gia đình có hoàn cảnh tốt hơn nhấn mạnh vào giáo dục và sự tập trung nhiều hơn vào giáo dục có liên quan đến sự phát triển của nhiều kết nối synap hơn (Noble, Korgaonkar, Grieve, & Brickman, 2013).
Another factor that is increasingly recognized as important for intellectual outcomes is family wealth, referred to as socioeconomic status (SES). According to Richard Nisbett (2009), growing up in a wealthy family significantly increases IQ, by 12 to 18 points. Although the mechanism for this finding is not completely clear, there is growing evidence that SES is associated with differences in brain regions associated with cognitive functions (Lawson, Duda, Avants, Wu, & Farah, 2013). One possibility is that higher-SES families emphasize education and that the greater focus on education is associated with the development of more synaptic connections (Noble, Korgaonkar, Grieve, & Brickman, 2013).
Như đã lưu ý trong Chương 3, những con chuột được nuôi trong môi trường tốt hơn có nhiều kết nối xi náp hơn những con trong môi trường nghèo nàn. Nghiên cứu từ nhiều phòng thí nghiệm đã chỉ ra rằng môi trường tốt hơn cũng tăng cường quá trình nhận thức (Lambert, Fernandez, & Frick, 2005; Tang, Wang, Feng, Kyin, & Tsien, 2001). Hàm ý là, môi trường ảnh hưởng đến cách biểu hiện của các gen (những gen liên quan đến sự phát triển của não).
As noted in Chapter 3, rats raised in enriched environments show more synaptic connections than those raised in impoverished environments. Research from numerous laboratories has shown that enriched environments enhance cognitive processes as well (Lambert, Fernandez, & Frick, 2005; Tang, Wang, Feng, Kyin, & Tsien, 2001). The implication is that environment influences how genes involved in brain development are expressed
Trong một nghiên cứu, những con chuột giống hệt nhau về mặt di truyền được chia thành nhiều nhóm. Sau đó, các nhóm được tiếp xúc với các cấp độ khác nhau của một môi trường phong phú — được cung cấp đồ chơi, đường hầm và những thứ tương tự. Sự giàu có phong phú liên quan đến việc kích hoạt các gen liên quan đến một số chức năng của não, bao gồm cả việc hình thành các xi náp mới (Rampon và cộng sự, 2000). Những kết quả này cho thấy rằng môi trường có thể ảnh hưởng đến các đặc tính liên quan đến trí thông minh bằng cách ảnh hưởng đến sự biểu hiện của gen. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng con người cũng như chuột có được những lợi thế rõ ràng khi sống trong môi trường kích thích và những tác động môi trường này có thể được nhìn thấy trong não (tháng 5 năm 2011).
In one study, genetically identical mice were split into groups. The groups were then exposed to different levels of an enriched environment—given toys, tunnels, and the like. Enrichment was associated with the activation of genes involved in a number of brain functions, including forming new synapses (Rampon et al., 2000). These results suggest that environment can affect properties associated with intelligence by influencing the expression of genes. Research has shown that humans as well as mice gain clear advantages from living in stimulating environments and that these environmental effects can be seen in the brain (May, 2011).
Chúng ta biết rằng những cơ hội trí tuệ mà trẻ nhận được ảnh hưởng đến trí thông minh. Ví dụ, đi học đóng góp quan trọng vào trí thông minh và có liên quan đến việc tăng kết nối xi náp giữa các vùng não liên quan đến nhận thức (Noble và cộng sự, 2013). Như Stephen Ceci (1999) đã lưu ý, trẻ em đi học ở trường càng lâu thì chỉ số thông minh càng cao. Trên thực tế, những học sinh bắt đầu đi học sớm do ngày sinh có điểm thi cao hơn so với các bạn cùng tuổi bắt đầu đi học muộn hơn một năm. Đi học không chỉ xây dựng kiến thức mà còn dạy các kỹ năng tư duy phản biện, chẳng hạn như khả năng suy nghĩ trừu tượng và học các chiến lược giải quyết vấn đề (Neisser et al., 1996). Đi học khuyến khích sự phát triển trí não và năng lực nhận thức của trẻ em và do đó nuôi dưỡng trí thông minh.
We do know that the intellectual opportunities a child receives affect intelligence. For instance, schooling makes an important contribution to intelligence and is associated with increased synaptic connections between brain regions involved in cognition (Noble et al., 2013). As Stephen Ceci (1999) notes, the longer children remain in school, the higher their IQs will be. In fact, students who start school early because of where their birth dates fall on the calendar have higher test scores than their same-age peers who start school a year later. Schooling not only builds knowledge but also teaches critical thinking skills, such as being able to think abstractly and learn strategies for solving problems (Neisser et al., 1996). Schooling encourages the development of children’s brains and cognitive capacities and therefore fosters intelligence.
Tổng hợp lại, bằng chứng số lượng đáng kể rằng các yếu tố môi trường góp phần vào trí thông minh. Ví dụ, điểm IQ đã tăng nhiều trong suốt thế kỷ trước. Sự gia tăng này được gọi là hiệu ứng Flynn theo tên của James R. Flynn, nhà nghiên cứu đầu tiên mô tả hiệu ứng này (Flynn, 1981, 1987). (Các bài kiểm tra trí thông minh khác nhau đã được chuẩn hóa lại nhiều lần theo thời gian để điểm IQ trung bình vẫn là 100.) Bởi vì các gen không thể thay đổi nhiều trong giai đoạn này, sự tăng điểm phải do các yếu tố môi trường hoặc các tác động di truyền biểu sinh. Một lời giải thích khả dĩ cho sự gia tăng điểm số IQ qua các thế hệ là: bởi vì mỗi thế hệ đều cần giáo dục nhiều hơn thế hệ trước, và bởi vì các hoạt động giải trí và công việc đòi hỏi quá trình xử lý nhận thức phức tạp hơn so với trước đó, nên khả năng nhận thức sẽ tăng lên trong khoảng thời gian một thế hệ (Flynn, 2007). Các giải thích khác bao gồm dinh dưỡng tốt hơn, chăm sóc sức khỏe tốt hơn, cải tiến phương pháp giáo dục, năm học dài hơn, sự thịnh vượng và các gia đình nhỏ hơn với việc nuôi dạy con cái tập trung hơn, cũng như tiếp xúc với công nghệ như máy tính.
Taken together, the evidence is considerable that environmental factors contribute to intelligence. For example, IQ scores have risen dramatically during the last century of intelligence testing. This rise has been called the Flynn effect after James R. Flynn, the researcher who first described it (Flynn, 1981, 1987). (The various intelligence tests have been restandardized on numerous occasions over time so that the mean IQ score remains 100.) Because genes cannot have changed much during this period, the increase must be due to environmental factors or epigenetic effects. One possible explanation for the increase in IQ scores across generations is that, since every generation needs more education than the preceding one, and since work and leisure activities require more complex cognitive processing than they did in earlier times, cognitive abilities escalate within the span of one generation (Flynn, 2007). Other explanations include better nutrition, better health care, the refinement of education methods, longer school years, prosperity, and smaller families with more intensive parenting, as well as exposure to technology such as computers.
MỘT SỐ KHÁI NIỆM CẦN NHỚ
Di truyền học biểu sinh (ngoại di truyền học): thay đổi trong biểu hiện gen, không phải do sự thay đổi trong chuỗi DNA mà do môi trường, trải nghiệm. VD: Nghiện chất tạo nên thay đổi biểu sinh trong biểu hiện gen trong não, và tương tự với cảm giác bị cô lập xã hội.
Hiệu ứng cấp số nhân — Một lợi thế nhỏ ban đầu trong một số hành vi, có thể là từ nguồn gốc di truyền, làm thay đổi môi trường và phóng đại lợi thế đó
CÂU HỎI KIỂM TRA
Hỏi: Bằng chứng nào cho thấy, môi trường ảnh hưởng đến cách biểu hiện của các gen (những gen liên quan đến sự phát triển nhận thức và IQ)?
Q: What is the evidence that the environment influences how genes (involved in cognitive development and IQ) are expressed?
Tiếp tục khám phá lý thuyết về trí thông minh qua các mục sau:
- Đo lường trí thông minh bằng các bài kiểm tra chuẩn hóa Intelligence Is Measured with Standardized Tests
- Trí thông minh tổng quát General Intelligence
- Trí thông minh và năng lực nhận thức Intelligence and Cognitive Performance
- Gen và môi trường ảnh hưởng đến trí thông minh Genes and Environment Influence Intelligence
- Nhóm xã hội và trí thông minh Group Differences in Intelligence Have Multiple Determinants
Quay về đầu chương Trí thông minh
Source: Gazzaniga, M. S. (2015), Psychological Science (5ed). New York, N.Y: W.W. Norton & Company
