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导言

       日前，在Nature neuroscience杂志上，英国伦敦帝国理工学院的科学家确定了大脑中与人类智力相关的基因集群——M1和M3，其很可能影响人的认知功能，包括记忆力、注意力、反应和推理能力。那么到底遗传和环境，哪一个对人类的智力影响较大呢？今天，我们就来说说这个问题。

智力到底跟哪些因素有关系？

   在Pubmed上，我们对智力的影响因素进行文献搜寻，发现影响人类智力的两大因素，即先天遗传因素和后天环境因素。

  1. 人类大脑结构和功能具有遗传性的证据来了，如下文献介绍：

Ge T, Reuter M, Winkler AM, Holmes AJ, Lee PH, Tirrell LS, Roffman JL, Buckner RL, Smoller JW, Sabuncu MR.Multidimensional heritability analysis of neuroanatomical shape. Nat Commun. 2016 Nov 15;7:13291.

Fu Y, Ma Z, Hamilton C, Liang Z, Hou X, Ma X, Hu X, He Q, Deng W, Wang Y, Zhao L, Meng H, Li T, Zhang N.Genetic influences on resting-state functional networks: A twin study.

Hum Brain Mapp. 2015 Oct;36(10):3959-72.

   2. 儿童智力发育受多种因素影响。

Takeuchi H, Kawashima R. Neural Mechanisms and Children's Intellectual Development: Multiple Impacts of Environmental Factors. Neuroscientist. 2016 Dec;22(6):618-631. Review.

   3. 遗传和环境因素对智力的影响是不连续的。

Reichenberg A, Cederlöf M, McMillan A, Trzaskowski M, Kapara O, Fruchter E, Ginat K, Davidson M, Weiser M, Larsson H, Plomin R, Lichtenstein P.Discontinuity in the genetic and environmental causes of the intellectual disability spectrum. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Jan 26;113(4):1098-103.

大脑结构影响人类智力

   当爱因斯坦死后，科学家为了弄清楚他为何这样聪明，于是们把他的大脑取出来，然后发现了他的大脑的皱褶比普通人多，后来很多发现了支持了大脑沟回的复杂性和认知能力有关。

Gregory MD, Kippenhan JS, Dickinson D, Carrasco J, Mattay VS, Weinberger DR, Berman KF.Regional Variations in Brain Gyrification Are Associated with General Cognitive Ability in Humans. Curr Biol. 2016 May 23;26(10):1301-5.

后天学习影响大脑的情商

   我们说人是有感情的动物，那到底人的感情是怎么来的，一种认为是天生的，另一种认为是后天学习获得的。下面的一篇文章就介绍了，后天的学习如何塑造感性的大脑。

Hein G, Engelmann JB, Vollberg MC, Tobler PN.How learning shapes the empathic brain. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Jan 5;113(1):80-5.

后天的奖励和激情影响大脑记忆能力

    有人说奖励是有好处的，那么到底奖励背后的生物学机制是什么呢？且参考以下的文献。

Miendlarzewska EA, Bavelier D, Schwartz S.Influence of reward motivation on human declarative memory. Neurosci Biobehav Rev. 2016 Feb;61:156-76.

Simpson EH, Balsam PD.The Behavioral Neuroscience of Motivation: An Overview of Concepts, Measures, and Translational Applications. Curr Top Behav Neurosci. 2016;27:1-12.

人类的社会行为受到生物学因子驱动

   人即使再怎么追求诗意和远方，再如何的凝望星空，人类必须得承认的是你自己的一切行为几乎都受到自己身体内部的生物学因子的调控，他们可能就是一些激素，神经递质，或者蛋白质大分子。

   1. 催产素和血管升压素与人类社会行为密切相关，且看如下文献：

Caldwell HK, Albers HE.Oxytocin, Vasopressin, and the Motivational Forces that Drive Social Behaviors. Curr Top Behav Neurosci. 2016;27:51-103. Review.

   2. 性别差异是人类社会的显著特征，而这一切又由5羟色胺、精氨酸加压素相关。

Terranova JI, Song Z, Larkin TE 2nd, Hardcastle N, Norvelle A, Riaz A, Albers HE.Serotonin and arginine-vasopressin mediate sex differences in the regulation of dominance and aggression  by the social brain. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Nov 15;113(46):13233-13238.

   3. 伏隔核和奖赏相关，而异常的脑电生理动力学显著的影响了抑郁症的发生，大概如此，抑郁症患者可能就会出现对奖励的冷漠和忽视。

Lepack AE, Bagot RC, Peña CJ, Loh YE, Farrelly LA, Lu Y, Powell SK, Lorsch ZS, Issler O, Cates HM, Tamminga CA, Molina H, Shen L, Nestler EJ, Allis CD, Maze I.Aberrant H3.3 dynamics in NAc promote vulnerability to depressive-like behavior. Proc Natl Acad Sci U S A.  2016 Nov 1;113(44):12562-12567.

   4. 内侧前额叶的actin骨架蛋白竟然和新生儿的社会性行为养成相关。

Tada H, Miyazaki T, Takemoto K, Takase K, Jitsuki S, Nakajima W, Koide M, Yamamoto N, Komiya K, Suyama K, Sano A, Taguchi A, Takahashi T.Neonatal isolation augments social dominance by altering actin dynamics in the medial prefrontal cortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Oct 25.

   5. 两个分子，内侧杏仁核的Ucn3和CRF-R2和复杂性社会行为相关。

Shemesh Y, Forkosh O, Mahn M, Anpilov S, Sztainberg Y, Manashirov S, Shlapobersky T, Elliott E, Tabouy L, Ezra G, Adler ES, Ben-Efraim YJ, Gil S, Kuperman Y, Haramati S, Dine J, Eder M, Deussing JM, Schneidman E, Yizhar O, Chen A.Ucn3 and CRF-R2 in the medial amygdala regulate complex social dynamics. Nat Neurosci. 2016 Nov;19(11):1489-1496.

   6. 炎症细胞因子干扰素-γ竟然参与调控社会行为和神经元的连接。

Filiano AJ, Xu Y, Tustison NJ, Marsh RL, Baker W, Smirnov I, Overall CC, Gadani SP, Turner SD, Weng Z, Peerzade SN, Chen H, Lee KS, Scott MM, Beenhakker MP, Litvak V, Kipnis J.Unexpected role of interferon-γ in regulating neuronal connectivity and social behaviour. Nature.  2016 Jul 21;535(7612):425-9.

   7. 基底前脑到外侧缰核的投射环路调控攻击性的奖励。

Golden SA, Heshmati M, Flanigan M, Christoffel DJ, Guise K, Pfau ML, Aleyasin H, Menard C, Zhang H, Hodes GE, Bregman D, Khibnik L, Tai J, Rebusi N, Krawitz B, Chaudhury D, Walsh JJ, Han MH, Shapiro ML, Russo SJ.Basal forebrain projections to the lateral habenula modulate aggression reward. Nature. 2016 Jun 29;534(7609):688-92.

    8. 前额叶对边缘系统的异常调节动力学引起了应激相关的情感障碍。

Hultman R, Mague SD, Li Q, Katz BM, Michel N, Lin L, Wang J, David LK, Blount C, Chandy R, Carlson D, Ulrich K, Carin L, Dunson D, Kumar S, Deisseroth K, Moore SD, Dzirasa K.Dysregulation of Prefrontal Cortex-Mediated Slow-Evolving Limbic Dynamics Drives Stress-Induced Emotional Pathology. Neuron. 2016 Jul 20;91(2):439-52.

    9. 背侧缰核的两个区域竟然和社会冲突的和解相关。

Chou MY, Amo R, Kinoshita M, Cherng BW, Shimazaki H, Agetsuma M, Shiraki T, Aoki T, Takahoko M, Yamazaki M, Higashijima S, Okamoto H.Social conflict resolution regulated by two dorsal habenular subregions in zebrafish.Science. 2016 Apr 1;352(6281):87-90.

  10. 某些基因突变可以显著的影响注意力。

Wells MF, Wimmer RD, Schmitt LI, Feng G, Halassa MM.Thalamic reticular impairment underlies attention deficit in Ptchd1(Y/-) mice. Nature. 2016 Apr 7;532(7597):58-63.

人类高智商的神经生物学基础

  1. 最近中国科学家发现，高智商和大脑中生物光活动的波谱红移相关。

Wang Z, Wang N, Li Z, Xiao F, Dai J. Human high intelligence is involved in spectral redshift of biophotonic activities in the brain. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Aug 2;113(31):8753-8.

   2.社会性学习行为的神经计算机制和共感相关。

Lockwood PL, Apps MA, Valton V, Viding E, Roiser JP.Neurocomputational mechanisms of prosocial learning and links to empathy. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Aug 30;113(35):9763-8.

   3.人脸识别的机制基于神经元群的网络活动和大范围脑网络的协同。

Freiwald W, Duchaine B, Yovel G.Face Processing Systems: From Neurons to Real-World Social Perception. Annu Rev Neurosci. 2016 Jul 8;39:325-46.

   4. 人类的经济决策和大脑的认知能力密切相关，而后者又依赖于我们的生物学大脑。

Blain B, Hollard G, Pessiglione M.Neural mechanisms underlying the impact of daylong cognitive work on economic decisions. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Jun 21;113(25):6967-72.

痴呆使人们失去自我和一切过去的回忆

   我们不得不承认的是，由于人类的大脑是基于生物学原理的，而不是来自于上帝的创造，因此，它是不完美的。

   1. 人类的大脑会有毒性蛋白的沉积。

Villar-Piqué A, Lopes da Fonseca T, Sant'Anna R, Szegö éM, Fonseca-Ornelas L, Pinho R, Carija A, Gerhardt E, Masaracchia C, Abad Gonzalez E, Rossetti G, Carloni P, Fernández CO, Foguel D, Milosevic I, Zweckstetter M, Ventura S, Outeiro TF.Environmental and genetic factors support the dissociation between α-synuclein aggregation and toxicity. Proc  Natl Acad Sci U S A. 2016 Oct 18;113(42):E6506-E6515.

Goedert M, Masuda-Suzukake M, Falcon B.Like prions: the propagation of aggregated tau and α-synuclein in neurodegeneration. Brain. 2016 Sep 21. pii: aww230

   2. 人类的大脑会发生萎缩。

Mak E, Gabel S, Mirette H, Su L, Williams GB, Waldman A, Wells K, Ritchie K, Ritchie C, O'Brien J.Structural neuroimaging in preclinical dementia: From microstructural deficits and grey matteratrophy to macroscale connectomic changes. Ageing Res Rev. 2016 Oct 21.

Tabatabaei-Jafari H, Shaw ME, Cherbuin N.Cerebral atrophy in mild cognitive impairment:  A systematic review with meta-analysis. Alzheimers Dement (Amst). 2015 Dec 11;1(4):487-504.

   3. 人类的大脑会失去自我认知。

Piras F, Piras F, Orfei MD, Caltagirone C, Spalletta G.Self-awareness in Mild Cognitive Impairment: Quantitative evidence from systematic review and meta-analysis. Neurosci Biobehav Rev. 2016 Feb;61:90-107.

Moeller SJ, Goldstein RZ.Impaired self-awareness in human addiction: deficient attribution of  personal relevance.Trends Cogn Sci. 2014 Dec;18(12):635-41.

   4. 人类的大脑会失去过去一切的记录。

Yang T, Sun Y, Lu Z, Leak RK, Zhang F.The impact of cerebrovascular aging on vascular cognitive impairment and dementia. Ageing Res Rev. 2016 Sep 28.

Wang ML, Li WB.Cognitive impairment after traumatic brain injury: The role of MRI and possible pathological basis.J Neurol Sci. 2016 Nov 15;370:244-250.

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