图片来源&＃xff1a;The Conversation
撰文 Carl Zimmer
翻译 李杨
审校 贾晓璇
编辑 魏潇
2016 年我在写一本关于遗传的书时&＃xff0c;曾对自己的基因组进行了测序。一些科学家还好心地指出了我基因组图谱的一些有趣特征&＃xff0c;教我如何自己读取数据。从那以后&＃xff0c;我就迷上了基因组分析。每当我听说了基因和生活之间存在某种联系的新理论&＃xff0c;我就会去对照自己的 DNA。有一天&＃xff0c;我检测出自己有一种会增加患皮肤癌风险的突变。隔天我又发现自己拥有一种平滑型牙齿的基因变体。
我经常浏览的一个网站是 DNA.Land&＃xff0c;该网站由纽约基因组中心&＃xff08;the New York Genome Center&＃xff09;的科学家团队运营&＃xff0c;他们收集志愿者的基因数据&＃xff0c;用来进行科学研究。到目前为止&＃xff0c;已经有超过 10 万人在该网站上注册&＃xff08;注册服务是免费的&＃xff0c;而且研究人员不会把信息卖给第三方&＃xff09;。为了表示感谢&＃xff0c;研究人员编写了一些可以分析志愿者 DNA 的程序&＃xff0c;这些程序能根据最新研究生成新的报告。
DNA.Land 的首页
最近一次登陆 DNA.Land 网站时&＃xff0c;我浏览了他们提供给我的一些特征清单&＃xff0c;然后停在了智力那栏。
我深吸一口气&＃xff0c;然后点了进去。
毕竟&＃xff0c;智力不同于你牙齿的平滑度或患皮肤癌的风险。人们为“智力”这个词的含义已经争论了一个多世纪。20 世纪初一些心理学家宣称&＃xff0c;从解决问题到记忆事实&＃xff0c;智力是我们执行不同任务时使用的精神力量。此后&＃xff0c;他们想到用一个数字来衡量智力&＃xff0c;就像医生用一个数字描述你的血压或体温一样。
但有批评人士认为&＃xff0c;与智力相关联的东西太过复杂和模糊&＃xff0c;无法用一个简单的数字界定。与此同时&＃xff0c;优生主义者在改造社会的运动中使用了一个新兴的“智力”概念。他们认为&＃xff0c;人类不同的智力测试分数很大程度上由他们的基因差异决定&＃xff0c;因此&＃xff0c;为了社会的良好发展&＃xff0c;聪明的人应该有更多的孩子。反之&＃xff0c;则应该少生孩子。
在美国&＃xff0c;优生主义者成功发起了阻止高智力妇女做绝育手术的运动。他们支持制定禁止黑人和白人通婚的法律&＃xff0c;还协助阻止了来自意大利、俄罗斯等其他国家的移民&＃xff0c;因为这些国家的人被认为智力低下。纳粹学者模仿了美国的优生主义者&＃xff0c;并且做得更绝——他们在世袭的健康法庭上使用智力测试来决定谁能活着&＃xff0c;谁得死亡。
然而智力作为一个科学概念正经受考验。从童年到老年&＃xff0c;人们智力测试的得分往往相差不大。从人们回答简单问题的反应时间到他们活到 70 岁的几率&＃xff0c;智力测试分数往往受许多因素的影响。智力测试到底是否能够反映大脑回路的效率或者其他能力目前还不清楚。但是&＃xff0c;就在最近几年&＃xff0c;科学家们的测试取得了进展。他们发现某些基因确实与人们会在智力测试中的表现有关。
我吸了口气&＃xff0c;点开了链接。很快我又被送到了一个新页面&＃xff0c;“卡尔·齐默&＃xff08;Carl Zimmer&＃xff09;的一般智力特质预测报告”。在这个页面中&＃xff0c;我看到了下面的内容&＃xff1a;
钟型曲线周围还有一堆注释、免责声明和符号。但是我的眼睛无法离开那个淡紫色的峰&＃xff0c;尤其是那条标明我低于平均水平的线。
我该怎么做呢&＃xff1f;从某些角度来说&＃xff0c;DNA.Land 的预测比我做一个真正的智商测试更有意义。它并不取决于我是否能在某一特定时刻回忆起一些随机的单词。相反&＃xff0c;这是由基因决定的&＃xff0c;在我出生之前就塑造好了自己不可改变的基因。
我把这个曲线图发给了我母亲&＃xff0c;她给我回了邮件&＃xff1a;“结果不对&＃xff01;肯定不对&＃xff01;”
我打电话给编写这个智力测试小程序的科学家雅尼夫·埃尔利希&＃xff08;Yaniv Erlich&＃xff09;&＃xff0c;询问他这项预测的有关情况。埃尔利希的专业是计算神经科学&＃xff0c;已获得了遗传学博士学位&＃xff0c;现任哥伦比亚大学副教授&＃xff0c;不过他即将离跳槽到 DNA 测试公司 MyHeritage 做首席科学官。我想埃尔利希的母亲一定为她的儿子感到骄傲。
我之所以详细介绍了他的情况&＃xff0c;是因为当我告诉他我的报告结果后&＃xff0c;埃尔利希大笑起来&＃xff0c;告诉了我他自己的情况。
“我也在曲线左侧&＃xff0c;”他说。“这很不可思议。许多聪明的人也在那里”。
埃尔利希解释说&＃xff0c;他设计这个程序是为了让人们对基因和智力之间的关联持谨慎态度。钟形曲线周围的那些免责声明和注释都是为了表明&＃xff0c;从某种意义上说&＃xff0c;这些预测结果不仅仅是错了——它们几乎毫无意义。
基因与智力有关&＃xff0c;但它能预测吗&＃xff1f;
该项目的灵感来源于 2017 年的一项研究&＃xff0c;该研究明确了一些与智力有关联的基因。几十年来&＃xff0c;科学家们认为我们的基因会影响智力测试的分数。在双胞胎和家庭成员间开展的研究表明&＃xff0c;拥有更多共同基因的人往往会得到更接近的分数。这项由阿姆斯特丹自由大学&＃xff08;Vrije University Amsterdam&＃xff09;研究团队完成的研究&＃xff0c;被认为是发现智力测试分数和特定基因之间存在统计学关联的首批研究之一。
DNA 由四种基本单位&＃xff08;也就是碱基&＃xff09;组成&＃xff0c;这有点类似于人们用字母就能拼出一份食谱。在大多数情况下&＃xff0c;任何两个人的 DNA 都是不同的。但有时人们能使用的“字母”也存在不同。在这项对 7.8 万余人进行的研究中&＃xff0c;阿姆斯特丹的研究小组在智力测试中得分较高&＃xff08;或较低&＃xff09;的人身上&＃xff0c;共发现了 52 个基因中存在变异。
这类研究与医生为病人安排的基因检测有很大的不同。举个例子&＃xff0c;如果一名女性有乳腺癌家族史&＃xff0c;医生可能会要求对她的 BRCA1 基因是否产生突变进行检测。单个 BRCA1 基因的突变会使乳腺癌的患病风险增加 50% 到 85% 。
但发现自己携带了一个已经被上述研究团队确定的基因突变&＃xff0c;却不会让智商一下子提高 50 分。平均来说&＃xff0c;每一个基因发生的变异只与 IQ 很微小的变化有关。
埃尔利希的项目检测了志愿者 DNA 中的这 52 个基因。它判断了每个突变对个人的影响&＃xff0c;然后将所有正面和负面的影响合算起来&＃xff0c;确定它们的总体影响。
在大多数情况下&＃xff0c;它们都相互抵消了。这就是为什么埃尔利希最终得到了一个峰值在零附近的钟形曲线。至于我自己的测试结果&＃xff0c;由于降低分数的变异比增加分数的多一点&＃xff0c;所以我和埃利克希的结果都在曲线的左侧。钟形曲线的横轴上的一格代表了 5 分。埃尔利希认为&＃xff0c;我这 52 个基因的影响加起来还不到一分。
图片来源&＃xff1a;MIT Technology Review
遗传学家眼中的“预测”
但我的钟型曲线会让人产生一个更深的错觉&＃xff1a;这个结果看似精确无比&＃xff0c;但它几乎可以肯定是错的。
当遗传学家使用“预测”这个词时&＃xff0c;他们希望表达的意义与我们其他人理解的不同。我们通常认为预测是对特定情况的准确推断。在狂欢节上&＃xff0c;你可能会遇到有人打赌&＃xff0c;说自己仅通过观察就能猜出你的体重。如果你的体重是 130 磅&＃xff0c;他猜的是 132 磅&＃xff0c;你可能会感到惊喜。但如果他猜的是 232 磅&＃xff0c;你八成会抱起你刚入手的泰迪熊熊转头就走。
遗传学家所说的“预测”则要宽泛得多。当他们试图通过一组基因预测一个特征时&＃xff0c;他们的预测可能准确&＃xff0c;但也可能就和随机猜测一样没准&＃xff0c;还有可能介于两者之间。
如果一个基因预测出的结果与一群人的性状都相符&＃xff0c;那么这种预测能力是 100% 。如果跟你盲目猜测的差不多&＃xff0c;那么它的预测能力就是零。阿姆斯特丹的研究小组在数千人身上测试了他们的 52 个基因&＃xff0c;得出的结论是&＃xff0c;这些基因的预测能力在 5% 左右——这是个比随机预测都要低的值。如果你用它们来预测人类个体智力&＃xff0c;毫无疑问会惹恼很多人。
对于研究身高、血压和其他复杂遗传性状的科学家来说&＃xff0c;这么低的预测能力并不令人惊讶。生命体各种性状的多样性不仅源于上千种基因&＃xff0c;还与环境因素相关。
这并不意味着科学家们不能更好地预测智力。今年早些时候&＃xff0c;爱丁堡大学&＃xff08;the University of Edinburgh&＃xff09;的一群科学家发表了一项规模更大的关于智力的研究&＃xff0c;被测试者将近 25 万。他们发现 538 个基因对智力测试成绩有明显的影响。这 538 个基因的预测能力大约为7%。这对预测智力来说还是不够&＃xff0c;但至少在不到一年的时间里&＃xff0c;这种预测能力进步了 50%。
科学家们现在正在研究更大的、高达 100 万人的样本&＃xff0c;而这次的预测能力很可能会有较大的飞跃。但在未来的几年里&＃xff0c;预测能力还是很难达到 100%。研究人员发现同卵双胞胎的智力测试分数往往比异卵双胞胎更接近&＃xff0c;但也并非完全一样。这表明基因并不是决定我们智力的唯一因素。事实上&＃xff0c;只有大约一半的智力测试分数变化来自于基因的变异。
许多专家怀疑他们可能没有机会接近这块“天花板”。研究智力是很困难的。因为你不能用简单的验血来测量它。相反&＃xff0c;你必须让志愿者加入一个漫长的测试。
即使科学家们只能达到 25% 的预测能力&＃xff0c;我们也可以从他们的工作中收获很多东西。研究人员已经发现&＃xff0c;与智力有关的基因可能会完成一些特定的工作&＃xff0c;这些工作不会由其他基因来完成。例如&＃xff0c;其中许多基因会在神经元分裂成新的神经元时启动。社会科学家能够将实验发现的 DNA 因素纳入考虑之中&＃xff0c;找到帮助孩子们愿意留在学校继续学习的最佳方法。
但是&＃xff0c;随着数以百万计的人涌向 23andMe 和 Ancestry.com 这样的网站来获取他们的基因报告&＃xff0c;我们不得不思考&＃xff0c;万一他们开始发布智力预测将会产生什么后果。
在和埃尓利希交谈之后&＃xff0c;我担心结果会很糟糕。
直接面向消费者的基因测试公司正把自己打造成行业的新权威。23andMe 公司的新广告是&＃xff1a;“新的一年&＃xff0c;更懂自己”。如果人们希望从他们的基因中获得这些信息&＃xff0c;我怀疑许多人会忽视这简单的曲线和分数背后智力的复杂本质&＃xff0c;忽视基因预测的实际意义和不确切性。
图片来源&＃xff1a;Glee Wikia - Fandom
如果人们习惯了对自己的智力进行预测&＃xff0c;那么他们可能也会想要给孩子也做一做。一些研究人员甚至呼吁在学校使用基因数据&＃xff0c;根据每个孩子的 DNA 量身打造“精准教育”。一些和我交谈过的科学家们甚至提出&＃xff0c;使用体外受精的父母可以根据他们在这些测试中的分数来挑选胚胎。
埃尔利希希望这类事情永远都不会发生。“我担心这会将社会发展引入歧途&＃xff0c;”他说。对这种不可靠基因预测的过度痴迷可能会把人们的注意力从其他影响孩子在校表现的因素&＃xff08;例如家庭财富、邻里压力、学校本身的质量&＃xff09;中转移出来。
埃尓利希表示&＃xff1a;“我担心政策制定者不会把注意力放在这些真正困扰教育的问题上。”
我们体内的 DNA 的确十分迷人。但我们也必须抬起头来&＃xff0c;重新审视我们社会的现实问题。
作者简介&＃xff1a;
卡尔·齐默&＃xff08;Carl Zimmer&＃xff09;是《纽约时报》的专栏作家。他的最新著作是《She Has Her Mother’s Laugh: The Powers, Perversions, and Potential of Heredity. 》
原文链接&＃xff1a;
https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/05/genetic-intelligence-tests-are-next-to-worthless/561392/
未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能&＃xff0c;互联网和脑科学交叉研究机构。
未来智能实验室的主要工作包括&＃xff1a;建立AI智能系统智商评测体系&＃xff0c;开展世界人工智能智商评测&＃xff1b;开展互联网&＃xff08;城市&＃xff09;云脑研究计划&＃xff0c;构建互联网&＃xff08;城市&＃xff09;云脑技术和企业图谱&＃xff0c;为提升企业&＃xff0c;行业与城市的智能水平服务。
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