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寻求新颖、幸福感与基因 精选

已有 9173 次阅读 2007-6-18 13:04 |个人分类:科学|系统分类:科研笔记


  饶 毅

  人的行为模式是由先天决定,抑或是后天形成的?这是长久有争议的问题。即使对这问题未曾作过任何研究或探索的人,也都可以持有一定看法:那可以是取两个极端答案的一个,也可以是两者的组合。但这种空洞的推理就是重复几千年。也仍然只能原地踏步,无助於真正的理解。

  由遗传决定的动物行为行为原理的现代科学探索,起於十九世纪下半叶。一般人都认为达尔文(Charles Darwin)讨论行为原理的文章是严谨的。他提出:动物和人的进化是连续的,人的行为原理应该与动物没有本质区别;有些动物行为像是由先天本能(instinct)所致,因此人也应当有先天本能。其後好些心理学家都对本能这概念有所发挥。但以华生(John Watson)为代表的行为主义者,则不接受本能的概念。奥地利的洛仑兹(K. Lorenz)和荷兰出生的英国动物学家丁伯根(N. Tinbergen)在20至50年代间用动物做的一系列观察和实验表明有先天行为存在。并且显示先天和後天因素之间有相互作用。他们因此而获得1973年的诺贝尔生理和医学奖。

  先天行为不仅在低等动物存在,在高等动物也可以普遍观察到。例如1966年美国威斯康辛大学的沙基德 (G. P. Sackett)用猴子做实验发现:单独养的猴子,当看到一张猴子照片时会特别兴奋。小猴子不能区别照片中猴子形象的表情是友善抑或恶意。但即使是独养而没有机会受「教育」的猴子,在长大一些之後,却能辨认照片中的形象是否怀有敌意;在看到一个凶脸照片之後。它就不愿再看和玩耍了。这些实验提示:一些想当然以为是经由学习或培养而出现的行为可能根本是先天的,然而这些行为却不一定从小就有,而可能是成长之後才显露出来。换而言之;先天行为的表达可能相当缓慢;表面上似乎是「後天」的行为,并不一定是「学来」(acquired)的。分子生物学的发展。使我们对行为的遗传基础有更直接的了解。在果蝇里,一些影响睡眠、学习和记忆的基因已经被发现;我们甚至可以人为地改变果蝇的基因,从而决定它的睡眠活动。

  遗传对人类疾病和生理的影响

  从动物实验所得的结果,往往被怀疑对人类是否适用,但最近的研究显示,遗传对人的行为也有明显的影响。最简单的例子,是某些遗传性疾病对人类行为的影响。儿童先天痴呆是人所熟知的,近年的分子生物学和遗传学研究则揭露,老年痴呆也可能是由先天性基因变化造成。也就是说,某个关键基因损坏之後,所引致的并非早年痴呆。而是中、老年才发作的痴呆症。此外,精神疾病也被发现可能由遗传因素造成。

  也许有人认为:疾病遗传因素是行为的「例外」。问题在於什麽叫「病」?老年痴呆是「病」,拿奥林匹克金牌是不是「病」?芬兰有一位滑雪健将,曾获三次奥运金牌,两次世界锦标赛冠军。医生注意到他的血红细胞比正常人多。对於滑雪这种需要耐力的运动。血红细胞多意味着体内输送氧气能力增加。因此,可以增加血红细胞的血红细胞生成素是体坛禁药。然而,这位冠军却绝对没有用禁药。1993年芬兰科学家和医生在美国科学院院刊上发表论文。公布他们对这位冠军家族研究的结果:原来他的家族在五代以前曾发生一个基因变化,使得他们在没有血红细胞生成素的情况下也能产生血红细胞。当然,这个例子的局限在於,它只证明遗传所能影响的是体力或生理现象,而不是脑力和思想。

  多巴胺与「寻求新颖」的性格

  对人类复杂行为的遗传分析,难度要大很多。一方面,一个行为可以是多个简单行为的有机动态组合。遗传如果有影响的话,可以只影响其中某个部件或组合过程;另一方面,单个行为又可以由多个遗传基因影响。但面对这许多困难,近年还是有不少科学家报导行为的遗传学研究进展,华盛顿大学的克朗宁杰教授(Robert Cloninger)就是其中一位。他有这样一套理论:人的性格包含四个主要组分:寻求新颖、避免伤害、依赖奖赏和持之以恒,每个组分有不同的神经化学基础。而且可以由遗传决定。克氏的理论为科学家所熟知,也颇有争议性。但它具有特定的预测(prediction),所以与早年心理学家所提出的许多理论不同,可以通过现代科学手段加以证明或否定。

  例如,克氏提出,「寻求新颖」这个性格组分是由多巴胺(dopamine)系统决定的。多巴胺是脑内一种信号分子,它是通过与靶物「多巴胺受体」(dopamine receptor,即DR)结合而产生作用。神经药理学家早已发现有多种多巴胺受体。不同受体起不同作用,其中有些是影响人的性格的。典型的例子是:普通的成瘾药物中,有一些就是作用於多巴胺受体的。这些基本事实是克氏提出多巴胺系统影响性格的理论基础。最近以色列和美国国立卫生研究院(NIH)各有一组科学家直接利用分子遗传学对「寻求新颖」的性格进行研究,结果载於1996年1月的《自然遗传》(Nature Genetics)。他们从不同人群的调查发现:「寻求新颖」的性格与一个特定多巴胺受体的基因有关。这个基因的变化造成多巴胺受体功能差异,进而影响脑内信号传递,最终影响性格。除了发现「寻求新颖」这一性格与DR基因有明显相关性之外,他们的分析又显示同一性格与种族、年龄或其他性格特征没有显著相关性。这两个研究第一次直接表明人的性格与一个特定基因有关。

  遗传与幸福感

  心理学家敢於研究比性格还复杂的行为和情感。人经常自问的「什麽是幸福?」心理学家也有资料。以前曾有过这样的研究:把不同社会、经济地位和教育程度的人分成几群,调查他们是否感到幸福,结果各组的「幸福率」基本一样。不同社会经济地位的人,容易理解同一阶层的人为何感到幸福或不幸福。但往往难以理解另一阶层的幸福感。所以,很多人不易接受以上研究结果。然而,通过人类遗传学中最受信赖的双胞胎分析法,我们却可以对似乎是非常之主观的幸福感得到相当客观的研究结果。双胞胎有两种:一是同卵双生,在此情形下两个婴儿的遗传基因几乎完全相同;一是异卵双生,在此情形下婴儿基因就只有部分相同,在遗传上他们实际与普通的兄弟姐妹关系一样。通过分析同卵双生和异卵双生的差别,人类遗传学者曾经发现很多疾病的遗传因素。从这类研究我们也知道,由不同家庭领养(即後天环境不相同)的同卵双生子之间的幸福相关率仍然高达52%,但异卵双生子之间的相关率则只有2%。显然,同卵双生子之间的相关率高26倍之多不是由於家庭或社会环境(即後天因素)造成。因为调查的双生子是分开被不同家庭收养的。

  美国明尼苏达大学的莱肯(David Lykken)和特立根(Auke Tellegen)最近在《心理科学》(Psychological Science)发表的研究则显示:在同一家庭长大的同卵双生子的幸福相关率是44%,但异卵双生子之间的相关率则只有8%。把研究的基本误差加以考虑之後,这与以前的结果是相符的:综合地说,幸福感有40%至50%是由遗传,即先天地决定。莱、特二氏还进一步对同一群双胞胎作跨时间分析,研究他们在5年、10年内幸福率的变化。结果是:跨时间幸福率的相关性有80%是由遗传决定。这些结果清楚地显示了遗传的作用,但却也并没有否定非遗传因素的作用。因为我们大可以反过来说,人的幸福感有50-60%是由非遗传因素决定,其感跨时间差异也有20%是由於非遗传因素在起作用。

  由於上述结果是通过调查人群的统计分析所得,所以这一方法并不能确定个别人的幸福感有多少是由遗传决定的。理论上,每个人受遗传影响的程度可以不同。此外,我们还可以追问,如果遗传对幸福感有影响,是否可以从父母预测后代情况?这要取决於有多少基因与这影响有关,以及它们怎样产生影响。以单个基因决定的遗传病而言,现在可以根据父母情况计算下一代的得病概率;但如果有多个基因同时起作用,那麽相类计算就困难得多,在没有弄清楚所有有关基因的作用之前甚至是不可能计算的。

  既然遗传对幸福感有明显影响 那么我们追求幸福的努力还有意义吗?对此 现有研究并不能提供清楚答案。然而,知道上述研究结果之後, 由於现在感觉幸福,从而认为:既然遗传决定了十年後的我有80%的可能还是像现在一样幸福,所以决定从此放弃现在的努力,以坐享基因所注定的幸福,那麽不难想像,这人十年後的幸福感可能将主要由非遗传因素决定了。这个情况和寿命的问题十分相似。已经有很多研究表明,动物包括人的寿命,是受遗传基因影响的。坦是如果一个人因为自己家族有长寿倾向而敢於到枪林弹雨中去的话,那麽对他来说,环境因素而不是遗传因素 就很可能成为决定寿命的主要甚至唯一因素。

  科学发展不断向我们提供新发现。这些发现往往令人兴奋,也引起人的深思。但当人试图用这些发现联系甚至指导自己的生活的时候,却必须慎重考虑。对人类行为和情感的研究,近年虽然有实质进展,但其实还只是在起步阶段而已:我们所真正知道的并不很多。我们也要意识到,现在正是遗传学和分子生物学急速发展的时代,因此这方面的研究成果自然较多;非遗传性质的研究虽然少,但这并不意味非遗传性因素对人的影响也一定少。

  读物

  (1) G.P. Sackett, Science 154, 1468-73 (1966).   
  (2) de Ja Chapelle et al., Proceedmgs of the National Academy of Sciences of the United States of America 90, 4495 (1993).
  (3) C.R. CIoninger, et al., Nature Genetics 12, 3 (1996); R. P. Ebstein, et al, Nature Genetics 12, 78-80 (1996); Benjamin, J. et al., Nature Genetics 12, 81 -84(1996).
  (4) D.H. Hamer, Nature Genetics 14, 125-26 (1996); D. Lykken, et al., American Psychology 47, 1565-77 (1992).
  (5)  D. Lykken, and A. Tellegen, Psychological Science 7, 186-89 (1996).

  本文发表于《二十一世纪》双月刊1998年2月号 总第四十五期70-74页





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