精神疾病为何在人类中持续存在
精神分裂症、双相情感障碍、自闭症、注意力缺陷多动障碍(ADHD)这类精神疾病会给患者带来极大痛苦,可它们又具有一定遗传性——这构成了一个进化悖论:既然这些疾病会严重影响生活,甚至威胁个体择偶与生育能力,为什么进化没有将其淘汰?
《自然·通讯》最新发表的一项大型研究给出了一种可能的解释:在欧洲人群中,部分精神疾病与特定类型的智力存在遗传层面的关联,比如创造力、累积知识储备或反应速度。此前针对精神疾病的认知研究将智力视为单一整体,掩盖了不同认知特质间的差异,而这项新发现为精神疾病的进化谜题提供了突破口。
我就此采访了该研究的作者、得克萨斯大学奥斯汀分校心理学系研究生迭戈·隆多尼奥-科雷亚,探讨研究揭示的智力本质、动物驯化综合征,以及定制婴儿遗传学的潜在风险。
科学家在研究智力与精神疾病的关联时,历来倾向于将智力归为单一类别,原因是什么?
人的智力往往同时体现在多个维度,但各维度间并非完全相关。像我们开展的全基因组关联研究(GWAS),样本量越大,结果越可靠。若要纳入大量研究对象,采用通用智力测试并寻找相关遗传标记,显然比聚焦特定细分认知特质更简便,这是原因之一。
此外,已有研究显示,精神分裂症患者在某些智力维度上存在缺陷,甚至在发病前(通常约25岁发病)就已显现。于是我们自然会问:“这种缺陷在遗传层面是否同样存在?”
如今,我们已收集到大量人群层面的精神疾病、智力与遗传学数据,有能力深入探究智力的细分维度,甚至包括教育成就。此前数据中存在一个矛盾:精神分裂症患者在标准智力测试中通常表现不佳,但教育成就往往较高。而教育成就不仅与智力相关,还和好奇心、自律性有关。这让我们开始怀疑,是不是忽略了智力的某些细微特质,比如创造力——精神分裂症患者的亲属从事艺术或创意类工作的比例偏高,但创造力无法通过常规智力测试衡量。
2021年3月发表的一篇论文也带来启发:研究者将教育成就拆分为认知与非认知两大因素,发现非认知能力与精神分裂症、双相情感障碍呈正相关。这正是我们开展研究的出发点。
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你们在研究中提出,智力可分为反应速度、流体推理、晶体知识三个类别,且各自具有不同的发展轨迹。这是当前科学界对智力的主流认知吗?
这是一种分类方式,但绝非唯一方式。我们选择这种分类,是因为三者随年龄变化的轨迹截然不同:反应速度作为基础加工速度指标,会随年龄增长急剧下降;流体推理能力也会随年龄衰退;而晶体知识(即随时间积累的知识储备)则相对稳定,不会随年龄增长明显流失。
此外,脑外伤对反应速度和流体推理能力的影响,远大于对晶体知识的影响。当然,根据不同理论,智力还可以有其他细分方式。
为什么智力维度的终身变化轨迹,对你们的研究问题至关重要?
我们正在寻找智力与遗传的关联,或许会认为智力是一种基础生物学过程。但晶体知识能随年龄保持稳定这一现象表明,它可能并非完全由生物学因素决定,而是与文化有关——毕竟人体机能会随年龄衰退。这就引出一个问题:是否存在与这种“文化型智力”相关的基因?
此前观察性研究已发现某些精神疾病与特定智力类型(如问题解决能力、晶体知识)存在关联,而你们进一步找到了遗传层面的联系。这些遗传关联能揭示哪些观察性研究无法发现的信息?
过去人们普遍认为,精神疾病是一种缺陷,但很难解释相关基因变异为何能在人群中持续存在——如果这些变异只会带来危害,进化理应将其淘汰。可如果这些基因同时具备优势,进化保留它们就说得通了。
比如已有精神病学家针对自闭症提出过类似假说,这也是我的核心研究动机:想弄明白这些常见的基因变异为何能存续至今。每个人都携带一些与精神分裂症、自闭症、ADHD相关的变异,携带数量越多,患病风险越高;即便未达到患病程度,变异数量也会影响个体的性格特征。
这正是研究遗传学的意义所在:即便没有患病,这些遗传关联依然存在。不仅精神分裂症、双相情感障碍患者的亲属更可能从事创意工作,携带相关疾病高风险基因的人群,也更倾向选择艺术或创意类职业。或许正是这种创造力,解释了精神分裂症相关基因得以存续的原因。
既然这些不同类型的智力与疾病都是多基因控制的,涉及大量基因,为什么进化没能筛选出“有益基因”、剔除“有害基因”?
这需要神经系统具备高度的独立性,但遗传学中有个概念叫“多效性”:一个基因可能产生多种完全不同的影响。比如角蛋白基因,既参与毛发形成,也参与指甲生长,这就是多效性——一个基因对应多种表型。
我们基因组中的所有基因都会同时影响多种性状,因为进化倾向于重复利用现有系统:在已有基础上拓展新功能,远比创造全新的基因、组织来实现新功能更高效。万物相互关联,根本无法彻底拆分。
有没有哪种疾病与特定智力类型的关联让你感到意外?
有。此前没有观察性研究发现ADHD与任何智力类型存在正相关,但我们找到了它与反应速度的正相关关系,这其实合乎逻辑。
至于自闭症,通常认为相关基因与智力呈正相关,但我们发现这种关联主要体现在晶体知识上。这也说得通:自闭症患者往往有非常专注的特定兴趣,会投入大量精力学习相关知识,甚至带有强迫性;他们的亲属也有类似特征,已有研究显示,自闭症患者亲属从事科学、技术、工程、数学领域工作的比例偏高。
我印象中ADHD与高通用智力有关?
这要视情况而定,目前针对ADHD的研究还不够充分。比如科学家发现,自闭症早诊和晚诊病例的遗传关联存在差异,ADHD可能也是如此。携带ADHD高风险基因的人或许智力水平很高,因此早期能掩盖症状,直到有了孩子、压力增大或攻读博士学位等阶段,症状才显现出来,进而确诊。
我自己就是这样:小时候没被诊断出ADHD,读博期间才出现症状——无法集中注意力,想法太多,总是沉浸在对未来的设想中,难以活在当下。听课时很难专注,但如果录下课程回家听,就能进入高度专注状态。
读博时不可能事事都录音,太耗费时间,于是我去看了神经心理学家。她测试后告诉我:“你的认知能力可能比常人更高,所以早年能掩盖症状。”这意味着,目前我们研究的ADHD相关基因,可能偏向于那些早诊病例,而大量30、40岁才确诊的患者并未被纳入研究。
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你有没有关于“精神疾病与特定智力类型的遗传关联为何会受进化青睐”的假说?
问题在于,我们无法通过实验重现人类进化过程,因此很难证实任何假说,只能提出假设,再寻找与之相符的证据。我们认为进化是通过多基因选择(即一个基因具备多种效应)实现的,但很难发现这种模式——单个基因的效应非常微小,而且很难判断某组性状是由单个基因控制,还是从不同祖先那里遗传而来。
临床心理学家西蒙·巴伦-科恩在《模式探索者:自闭症如何驱动人类发明》一书中,提出了关于自闭症进化的假说,但同样难以证实。他提供的证据显示,自闭症患者的逻辑思维方式可能是人类发明创造的重要驱动力,能推动创新。针对精神分裂症,科学家也有不同假说,其中之一是“萨满假说”:精神分裂症患者擅长发散思维和概念联想,可能是优秀的萨满,因此能在特定文化环境中生存下来。
你们还发现特定智力类型与骨密度存在遗传关联,对此怎么看?
正如我之前所说,不同生理系统无法完全独立,这是最合理的解释。驯化综合征就是一个典型例子:达尔文发现,家养动物无论亲缘关系远近,与野生同类相比都有相似特征,比如耷拉的耳朵、松软的尾巴、带斑点的皮毛,体型更小、牙齿更钝。达尔文和其他科学家对此困惑不已。苏联曾开展过一项驯化狐狸的实验,经过多代选育,狐狸也出现了同样的特征。研究者后来发现,这与一种名为神经嵴细胞的发育细胞有关——它是下丘脑-垂体-肾上腺轴部分细胞的前体,而该轴负责调节应激反应、免疫反应和攻击性。
当人类选育更温顺的动物时,会调控其体内相关系统,而在调节动物对人类的攻击性时,也会改变控制骨骼生长、皮毛生长的基因表达。具体机制尚不清楚,但这正是基因多效性的体现。
多年来全基因组关联研究一直存在争议,这些争议是否得到了解决?
一个核心问题是,这类研究的样本过度集中在全球北方地区,大部分遗传数据和健康信息都来自欧洲裔人群。如今情况依然如此,但已有一些项目开始致力于收集更多样化的样本。欧洲裔样本占比高,主要是因为开展大型研究、招募数千名受试者需要大量人力物力,这些资源过去大多集中在全球北方的富裕国家。不过现在已有联盟组织正联合不同国家的实验室,努力纳入更多非洲裔、亚裔和拉丁裔受试者。
但研究混血程度高的人群(如拉丁裔、非洲裔)难度更大:非洲裔人群的遗传多样性极高,毕竟人类在非洲生活的时间最久。比如我们的研究结论仅适用于欧洲裔人群,若要针对拉丁裔或非洲裔开展同类研究,至少还要等10到15年,才能积累足够的数据。
你们的研究是否为精神疾病治疗提供了新思路?
目前还没有,未来或许有可能。我们的研究聚焦于宏观统计关联,而神经系统极为复杂,我们对这些疾病的机制仍知之甚少。
研究结果是否揭示了定制婴儿遗传学的潜在风险?
是的。比如如果让父母选择精神分裂症风险评分低的胚胎,孩子患精神分裂症的概率可能降低,但同时也可能失去高创造力。这就是潜在的意外后果——我们只关注单一性状的评分,却忽略了所有性状都是相互关联的,而这些关联的性状可能恰恰是父母看重的,比如创造力。这项研究提醒我们:对待定制婴儿技术,必须更加谨慎。
研究结果是否有助于改变人们对精神疾病的偏见?
我认为可以。当然,精神疾病会给患者带来痛苦,否则也不会被称为“疾病”,但这不代表它们一无是处。我的研究动机就是探寻这些疾病存续至今的原因——基因没有绝对的好坏之分。![]()
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首图:monsitj / Adobe Stock