什么決定了我們的智力？

1955年，愛因斯坦因主動脈瘤破裂，在美國普林斯頓醫院去世，腦外科醫生托馬斯·哈維偷走了他的大腦，希望能夠在其海綿組織，找到一個天才背后的秘密。

愛因斯坦的大腦被測量、稱重并切成240片，然后全部密封在石蠟中并在顯微鏡下仔細研究。但科學家沒有任何發現，雖然其他幾個研究人員自那時起做了許多嘗試，他們也找不到愛因斯坦的大腦和普通人的大腦之間有什么關鍵差異。這是為什么呢？難道愛因斯坦的大腦跟普通人的沒什么兩樣？

什么決定了智力？

這個問題困擾了科學家許多年，不過最近幾十年的研究讓科學家們漸漸找到了這個謎團背后的真相。

原來，決定智力的不是大腦的某個區域的特殊結構，而是基因。現在科學家都認同，人類智商主要由基因決定，剩下的小部分受家庭、教育等后天環境影響。這就解答了哈維的困惑，之所以他沒法找到愛因斯坦大腦的特別之處，就在于他的測量方法不正確，用顯微鏡是沒法看到基因的工作方式的。

現在，科學家們用復雜的方法已經在大腦皮層和海綿組織中發現了影響大腦表現的7000多個基因。然而，我們知道，人類的大腦基因庫基本上是相同的，那么，為什么會出現一些人比另外一些人更聰明的情況呢？

一些運動員之所以那么優秀，是因為在他們身體里發現了一些變異基因。同樣地，科學家們在一些高智商人群的大腦里也發現了能改善神經元工作的變異基因，它們的數量達到數千個以上，總體上對智力的影響高達50%。

比如，2014年，英國倫敦國王學院的大腦研究員發現了一個關鍵基因NPTN，研究者認為這個基因控制著大腦神經元生長和分裂的速度，決定了大腦皮質層的厚度。大腦皮質層是大腦的表層，其作為控制中心，在這里將進行所有的復雜計算，使大腦能夠控制我們的運動、感官和語言發生。

研究表明，NPTN 基因的變異會導致大腦左側半球皮質的厚薄變化，皮質較薄的，智商相對較低。類似地，其他科學家已經確定了一些關鍵基因，某些基因可以改變大腦的化學物質，從而使得個體學習能力增強，而其它基因則會引發個體行為的改變，使得一部分人更愛冒險。

不過，這些基因里的每一種，都只能對智力產生細微影響，比如NPTN基因對智力的影響大概為0.5%，影響是十分有限的。單純憑某種特定的基因，顯然還不能完全塑造像愛因斯坦那樣的科學天才，要知道這些天才的神經元可以快速交換信息，所有的腦區構造都很卓越。那么，天才頭腦那兒還藏有什么秘密呢？

基因是團隊玩家

2015年，來自倫敦帝國學院的神經學家找到了問題的關鍵。

研究人員對122例癲癇患者、63名健康人和100只小鼠腦組織的數千個基因表達進行了仔細分析，然后將分析結果分別與6732名智力正常人群的遺傳信息進行比較研究。通過各種復雜計算后，他們發現，不像之前科學家認為的大腦的不同部分具有明確的功能，例如海馬區跟記憶有關，視覺區是管理視覺的神經中樞，實際上，大腦的整個區域都是相互影響的。同樣地，特定的變異基因也并不能決定一個人的智力，對智力起決定作用的是基因的合作網絡。

在基因網絡中，各個基因都是相互影響的。比如，如果決定神經元生長的基因的特征為低活性，則神經元生長緩慢，如果活性增加，神經元開始生長得更快。同時，這個基因的活性可以影響其他基因的活性，也可以改善或惡化其他基因的工作。

我們知道，大腦包含大約1000億個神經元，那么，哪些基因網絡對智力起決定影響呢？研究者還真找到了兩組重要的基因網絡：遺傳網絡M1和M3。

遺傳網絡M1由1148個基因組成，它們決定了你的記憶的質量，以及你在解決問題時是否擅長結合你已有的知識和經驗。而M3網絡由150個基因組成，它決定了你的思考速度、抽象思維能力，以及用創新的方法解決問題的能力。

這兩個大腦的基因組發現也支持了神經科學家們早就提出的關于智力的理論。神經學家認為，智力分為兩種類型：晶體智力和流體智力。晶體智力是指一個人利用以前的知識和經驗解決問題的能力，如語言文字能力、判斷力，受后天學習的影響較大。流體智力則是一個人在沒有以前經驗的基礎上，能不能創造性地解決新問題。流體智力好的人，則非常擅長抽象思考、邏輯推理以及運算等等。

在一個人20歲初頭，大腦充分發育前，流體智力一直在完善，由于大腦的神經元慢慢老化，它會在30歲的時候退化。但隨著知識和經驗的積累，晶體智力在一個人生命的大部分時間里都在提高，在大概65歲左右，才開始隨著你的記憶力退化而退化。研究結果表明，M1基因網絡決定的正是晶體智力，而M3基因網絡決定的是流體智力，這兩種智力的衰退時間周期也得到了這兩種基因網絡活性的驗證。

改善智力有方法

在確定了M1和M3兩個遺傳網絡對智力的影響后，科學家們還研究了成千上萬的神經系統疾病，如自閉癥、精神分裂癥和癲癇患者，研究結果表明這些人的M3基因網絡與健康人的有明顯不同。這就說明，基因網絡不僅決定一個人的智商高低，而且還決定著他們是否會患上腦病疾病的危險。

現在,研究者正在研究控制M1和M3基因網絡的主基因，如果他們取得成功，人類將有可能使用基因編輯來對特定基因進行編輯，以提高人的智力，或者是來治療癲癇癥等神經系統疾病以及認知障礙。

不過，編輯基因提高智力的這一想法還只是在理論上存在可能性。然而，研究人員認為我們現在可以期待的是在將來，研究人員找到了控制M1和M3網絡的主基因，并制造出激活主基因的含有活性成分的藥品，我們可以在考試和會議之前服用這些藥片，這會使得我們思考更迅速，記憶力也會提高，這時“臨門抱佛腳”還真有可能。

本文源自大科技<科學之謎>雜志