Share This Post

Генетика и образование

Генетика и образование

Нейробиолог Майкл Томас (Professor of Cognitive Neuroscience at Birkbeck, University of London, the Director of the Centre for Educational Neuroscience) о наследуемости интеллекта, предсказательной силе ДНК и редукционистских объяснениях результатов на портале postnauka.ru.

Как генетика соотносится с образованием? В последнее время отмечается взрывной рост в области генетических исследований. Особенно это заметно в последние двадцать лет. Что из этих исследований может быть актуально для образования и учителей?

Среди всего прочего учителей на уроках поражает то, насколько дети разные: насколько по-разному они себя ведут, по-разному учатся. Судя по всему, некоторые из этих различий передаются по наследству: мы видим, что некоторые дети умнее, некоторые быстрее бегают и в целом лучше в спорте, у некоторых ярко выражена эмпатия, некоторые дети склонны к творчеству. Часть этих черт и способностей до какой-то степени присутствует у всей семьи, так что можно сделать вывод о том, что на них как-то влияют гены.

Наследуемость успехов в образовании

Один из способов исследовать это явление — посмотреть на наследуемость, которая показывает, до какой степени определенная черта — интеллект, творческие либо спортивные способности или, например, рост человека — предсказывается, объясняется генетическим сходством. Чтобы проанализировать уровень наследуемости, психологи и психогенетики используют такой метод: они смотрят на сходство членов одной семьи в определенной черте, например росте. Предположим, есть семья с однояйцевыми близнецами. Генетически они одинаковы, и часто их рост очень похож. Потом можно посмотреть на обычных сиблингов, которые генетически схожи в среднем только на 50%, и оценить, насколько похож рост у них. Возможно, сходство в росте будет меньше, чем у однояйцевых близнецов. Тот факт, что рост у однояйцевых близнецов больше похож, чем у сиблингов, заставляет нас предположить, что он очень сильно зависит от генов. Можно сделать соответствующие расчеты и получить численные результаты, ведь наследуемость — это пропорция различий, оценка, какая часть из них задана генами. В случае с ростом наследуемость составляет около 80%, то есть то, насколько высоким вырастет ребенок, на 80% зависит от роста его родителей и на 20% — от среды, например от качества питания. То же самое можно проделать и с образованием.

В Великобритании Ева Краполь с коллегами провела исследование на большой выборке, в котором сравнила результаты экзаменов однояйцевых и разнояйцевых близнецов по разным дисциплинам, которые они сдавали в шестнадцать лет. Для оценки наследуемости использовался один и тот же метод. Оказалось, что результаты экзамена наследуются примерно на 60%. То есть около 60% вариантов того, насколько хорошо вы сдаете экзамены, зависит от ваших генов. Вы можете сказать: «Ну, это просто интеллект», ведь интеллект наследуется на 50–75%. Исследователи попытались описать это статистически, а также измерили некоторые другие черты, которые, по-видимому, часто коррелируют с образовательными достижениями: личностные характеристики детей, их здоровье, благополучие. Они также попросили родителей заполнить опросники о том, демонстрировали ли дети проблемное поведение. Некоторые из этих факторов коррелировали между собой, и по ним можно было предсказывать результат образования. Кроме того, оказалось, что все они также крайне сильно наследуются. Этот набор факторов, не имеющих ничего общего с интеллектом, мог объяснить наследуемость результатов экзаменов в той же степени, что и сам интеллект. Так что, по-видимому, дело не только в генах интеллекта.

Группа исследователей во главе с Кайли Римфелд обратила внимание на отдельные дисциплины: математику, искусство, науку, экономику и предпринимательство. Ученые посмотрели на наследуемость для каждой из них, исключив фактор интеллекта. То есть они изучали только различия между наследуемостью отдельных дисциплин. В таком исследовании можно оценить генетические эффекты: одинаковы ли они для разных дисциплин или имеются отличия? Можно ли выделить отдельные гены, отвечающие за успехи в науке, и гены искусства? Исследователи обнаружили, что наследуемость все еще очень высока — от 40 до 60% — и между дисциплинами не было больших различий. Судя по всему, на них влияют общие гены, которые задают успехи в образовании.

Здесь нужно сделать шаг назад и спросить: а что такое гены? Это расположенные в клеточных ядрах участки ДНК, которые отвечают либо за производство белков, либо за регулирование деятельности других генов, производящих белки. Как же создание белков в ядрах биологических клеток оказывает эффект на образовательные достижения? Это очень сложный вопрос, и для детального ответа на него понадобятся десятилетия исследований. Этот ответ будет связан с особенностями биологического и когнитивного развития детей и того, как на ребенка влияют окружающие условия разных уровней: биологическая среда, физиологическая среда его организма, физическая среда, с которой он взаимодействует, и социальная среда. И часто сам ребенок задает эти условия во время динамичного взаимодействия с ними.

Гены и успешность

Можно спуститься в исследованиях на уровень ДНК. Человеческая ДНК почти вся одинаковая — это то, что делает нас людьми, но в популяции можно зарегистрировать по всему геному некоторые различия в составляющих его элементах и посмотреть, как они коррелируют с различиями в образовательных достижениях.

Еще одна группа исследователей во главе с Корнелиусом Ритвельдом провела исследование на 120 000 индивидах — это очень крупная выборка. Они взяли широкий показатель: сколько лет эти люди посвятили образованию. Оказалось, что предсказательная сила различий в ДНК очень мала: корреляции очень слабы, и заметить их можно только на очень больших выборках. Это говорит о том, что различия в образовательных достижениях зависят от совместной работы многих генов. Это очень странно, поскольку известно, что наследуемость семейных черт составляет около 40%, но зарегистрированные корреляции между различиями в ДНК и образовательными достижениями объясняли только 2% дисперсии в образовательных достижениях. Таким образом, если используется метод исследования семейного сходства, оказывается, что гены задают 40% различий, но если измерять гены напрямую, то ничего похожего не наблюдается.

Интересно, что в Новой Зеландии было проведено еще одно исследование, в котором эти ДНК-маркеры применили к другой выборке — на этот раз к группе взрослых людей, которые уже прожили долгую жизнь. Можно было узнать, что с ними происходило в разные моменты жизни. Оказалось, что участки ДНК, которые предсказывают школьные успехи, также предсказывали никак не связанные с образованием показатели, такие как заработок. Были выявлены интересные корреляции: если ДНК предсказывает, что вы будете, например, успешны в образовании, у вас наверняка будет обеспеченная семья.

И третье, что показало это исследование: хотя ДНК предсказывает, что человек будет успешен при получении образования, это не значит, что у него будет счастливая жизнь. Некоторые из тех, у кого были хорошие образовательные способности, не были счастливее или здоровее остальных. Таким образом, этот комплекс генов оказывает общие эффекты на успехи в освоении разных дисциплин. Но, по-видимому, на счастье и на здоровье они не влияют. Таким образом, в этой области еще остались загадки.

Интеллект и окружающая среда

Многие учителя, с которыми я разговаривал о генетике, возмущались: «Это такой детерминистский и редукционистский взгляд на детей!..» Необходимо подчеркнуть: если гены влияют на образование, это не значит, что результат образования полностью ими предопределен. В генетических исследованиях ученые пытаются понять, как окружающая среда может изменить образовательные достижения.

Вот пример, основанный на реальных данных: хотя интеллект в целом хорошо наследуется, у людей из очень бедных семей наследуемость резко снижена. То есть у них хороший генетический потенциал, но их сдерживает среда. Таким образом, если перевести человека в среду с меньшим количеством возможностей, наследуемость падает. Второй пример вымышленный: его проще всего понять с точки зрения медицины. Например, я протестировал чью-то ДНК и говорю: «Если у вас болит голова, то, судя по вашей ДНК, вам лучше пить ибупрофен, а не парацетамол: у вас такая физиология». Или: «У вас средний возраст, и с учетом вашей физиологии вам стоит заниматься физкультурой, потому что у вас могут забиться артерии». Или: «У вас хорошие механизмы репарации ДНК. Если хотите, можете курить, проблем не будет». В каждом из этих случаев я смотрю на ДНК и прикидываю, как лучше лечить головную боль, как лучше поддерживать здоровье и хорошую форму в среднем возрасте и так далее.

Когда мы изучаем ДНК, мы пытаемся понять, в каких условиях результат будет наилучшим. В случае с образованием мы хотим определить, как лучше всего учить детей и как различные факторы вроде здоровья и физической формы могут помочь им достичь наилучших результатов.

Это перевод материала нашего англоязычного издания Serious Science. Послушать оригинальную версию лекции Майкла Томаса можно по ссылке. За перевод благодарим Ирину Линеву.

Share This Post