Mózg mordercą genów

W królestwie zwierząt, jednym z pięciu królestw, na które (według Whittakera) dzielimy świat żywy, ewolucyjnie najskuteczniejszą strategią przetrwania było wykształcenie specjalnego "organu przeżycia" - mózgu. Postęp w rozwoju tego narządu najlepiej prześledzić w grupie, do której należymy, a nawet uważamy, że jesteśmy jej ukoronowaniem - w podtypie kręgowców. W kolejno pojawiających się gromadach wymiary mózgu znacznie się zwiększały.

Płynna inteligencja obejmuje takie zdolności jak: rozwiązywanie problemów, uczenie się i rozpoznawanie wzorców. Koreluje dobrze z myśleniem abstrakcyjnym i rozwiązywaniem zagadek. Urazy mózgu rzadko mają na nią wpływ. Z kolei inteligencja skrystalizowana jest związana ze zdolnościami zależnymi od wiedzy i doświadczenia: zasobem słownikowym, ogólną wiedzą i rozumieniem analogii. Jest bardziej podatna na zmiany, gdyż opiera się na zdobytych informacjach.

Klasyczny test IQ, w którym sprawność językowa odgrywa istotną rolę, opisuje bardziej inteligencję skrystalizowaną. Oba te składniki osobno mierzy test Wechslera (Wechsler Adult Intelligence Scale, WAIS).

Jednak wyniki badań bliźniąt jednojajowych jednoznacznie wskazują, że wychowane w różnych rodzinach, genetycznie identyczne rodzeństwo wykazuje silne podobieństwo inteligencji. Wiele innych badań populacyjnych również dowodzi, że na inteligencję mają wpływ czynniki genetyczne.

Wyniki te budzą sprzeciw wielu uczonych, a przede wszystkim polityków i decydentów politycznych. Chodzi o względy ideologiczne. Częściowo odpowiedzialny za to jest Arthur Jensen, którego badania nad młodzieżą w USA, opublikowane w roku 1969, wykazały, że IQ czarnych uczniów jest przeciętnie niższe o jedno odchylenie standardowe od IQ uczniów białych. Rozpętało to potworną zawieruchę, oskarżenia o rasizm i faszyzm, i doprowadziło do tego, że zaprzestano finansowania badań nad neurobiologią inteligencji.

Debata nad rolą genów w inteligencji i publiczna dyskusja o ich roli w wyjaśnieniu indywidualnych różnic w zdolnościach intelektualnych przebiega czasami w atmosferze nie mniejszej furii niż debaty w polskim parlamencie.

Dlatego pacjenci z uszkodzeniami płatów czołowych często mają zachowany klasyczny współczynnik inteligencji IQ, mierzący przede wszystkim inteligencję skrystalizowaną.

Przykładowo uczenie się trudnych czynności motoryczno-wzrokowych, takich jak żonglowanie, zwiększało pojemność kory mózgowej w okolicach związanych z uwagą wzrokową o 3 proc.. Taka plastyczność nie występuje we wszystkich częściach mózgu, ale przykład z żonglowaniem sugeruje, że zajmowanie się trudnymi problemami i rozwijanie zdolności psychicznych może wpływać na zwiększenie objętości istoty szarej.

Bardzo wiele w poznanie neurobiologii inteligencji wniosły badania dynamicznie obrazujące mózg: tomografia emisji pozytonowej PET (pomiar szybkości metabolizmu komórek nerwowych) oraz rezonans magnetyczny fMRI. Wykonywane w czasie rozwiązywania testów inteligencji wykazały wzrost aktywności niektórych obszarów mózgu. Zespół Duncana wykrył, że chociaż we wszystkich obszarach kory mózgowej trudniejsze testy powodowały silniejsze pobudzenie niż łatwiejsze (do których wysoka inteligencja ogólna nie była konieczna), to tylko jeden obszar mózgu, a mianowicie boczna kora przedczołowa, był regularnie pobudzany przez trzy różne testy na inteligencję. Późniejsze badania wykazały, że rozwiązywanie testów może powodować aktywację wielu obszarów mózgu, co sugeruje, że "jednostki funkcjonalne" wyższych funkcji poznawczych są raczej sieciami neuronalnymi, a nie pojedynczymi strukturami.

Obszary czołowe i ciemieniowe aktywne podczas testów na inteligencję są też "uruchamiane" podczas zadań na "pamięć roboczą", czyli utrzymywanie i manipulowanie informacjami, np. podczas rozwiązywania skomplikowanego problemu. Badania, m.in. EEG, wykazały, że wyższa inteligencja jest związana z tym, jak szybko i wiarygodnie neurony mogą przenosić informację.

Wszystkie różnice w dziedziczonych cechach behawioralnych wynikają z tego, że poszczególne geny, w tym i te, które mogłyby podczas rozwoju wpłynąć na inteligencję, nie są identyczne. Ich DNA mogą się różnić w drobnych szczegółach. Te odmiany DNA, popularnie nazywane polimorfizmami, mogą kodować nieco odmienne białka, czego konsekwencją jest zmiana sprawności pewnych funkcji neuronów, a w konsekwencji nieco odmienne zachowanie. Przeciętnie w genomach dwóch osobników tego samego gatunku 0,1-0,2 proc. nukleotydów jest różnych. Blisko 85 proc. z tych różnic sekwencji to polimorfizmy pojedynczego nukleotydu. Około połowa z nich występuje w regionach regulatorowych lub kodujących białka i prawdopodobnie odpowiadają one za prawie całą ludzką zmienność dziedziczną. Zmieniając sekwencje aminokwasów lub wzorzec ekspresji białka, modyfikują cechy behawioralne, podatność na choroby i odpowiedź na leki.

Wielkim nieporozumieniem jest jednak założenie, że edukacja jest bezprzedmiotowa, bo inteligencję się dziedziczy. Tymczasem istotne dla jej rozwoju są niegenetyczne wpływy prenatalne (odżywianie matki, narkotyki) i perinatalne (karmienie piersią). Zmuszanie dzieci do wysiłku intelektualnego przez obowiązek szkolny ma również kapitalne znaczenie i zapewne wpływa bezpośrednio na rozwój mózgu: badania na kobietach w Portugalii wykazały znacznie mniejszą liczbę połączeń nerwowych między półkulami mózgowymi u analfabetek niż u kobiet umiejących pisać i czytać. Wzrost średniego IQ w ciągu jednego pokolenia, obserwowany obecnie we wszystkich badanych krajach (tzw. efekt Flynna), można przypisać tylko czynnikom środowiskowym. Wzrost ten widać wyraźnie zwłaszcza w testach mierzących inteligencję płynną, niezależną od systemów edukacji.

Stanowiska te, jak zauważył dr Bogusław Habrat z warszawskiego Instytutu Psychiatrii i Neurologii, zostały przejęte przez ideologie totalitarne: komuniści uważali, że każdego można całkowicie wymodelować ("w komunizmie każda sprzątaczka będzie mogła rządzić państwem" - powiedział Lenin), naziści głosili, że rasa, czyli zestaw genów, absolutnie wyznacza wszystko i jedyny sposób poprawy biologicznej i intelektualnej społeczeństwa to konsekwentnie stosowana eugenika, eliminująca z rozrodu jednostki o mniejszym potencjale.

Katastrofalne skutki takich interpretacji mieliśmy w niedalekiej przeszłości, a pamięć o nich spowodowała, że temat swoistych różnic rasowych w inteligencji wywarł nieproporcjonalnie wielki i negatywny wpływ na stosunek opinii publicznej do badań nad inteligencją. Byłoby nieszczęściem, gdyby te ciemne strony interpretacji wyników na tym polu wstrzymały uprawnione testy, tak ważne dla wiedzy i postępu medycyny w służbie ludzkości. Dotychczasowe doświadczenia wskazują, że o wyższości lub niższości ras wnioskować nie można, a najprawdopodobniej samo takie pojęcie jest nieuprawnione.

Na zakończenie trzeba dodać, że zebrana wiedza o neurobiologii nastraja optymistycznie. Dowiodła ona, że inteligencję można kształtować i wzmacniać przez odpowiednie zmiany środowiskowe. Wspomniane badania wykazujące większą komunikację między półkulami osób piśmiennych niż niepiśmiennych wskazują, że wprowadzenie przymusu edukacyjnego może zmieniać neuroanatomię, a w konsekwencji inteligencję społeczeństw. Ostatnie badania konsorcjum DANA, amerykańskiej organizacji zajmującej się mózgiem, dowiodły, że dla rozwoju ogólnej inteligencji szczególnie korzystne jest szkolenie artystyczne, zwłaszcza w sztuce aktorskiej, tańcu i muzyce. Wspomniany efekt Flynna - zwiększanie się inteligencji społeczeństw z pokolenia na pokolenia o kilka punktów IQ - wskazuje, że mózg dobrze dostraja się do wzrastających wymagań środowiskowych.

Dla dalszego rozwoju ludzkości, przy założeniu, że ważną rolę będzie w nim odgrywać intelekt, ważne jest opracowanie systemów edukacji społecznej prowadzących do maksymalnego wykorzystania wciąż rosnącego potencjału intelektualnego ludzkiego umysłu.

Prof. dr hab. Jerzy Vetulani, członek czynny PAU, członek korespondent PAN, Instytut Farmakologii PAN w Krakowie, Małopolska Wyższa Szkoła Zawodowa