Интеллект и когнитивные характеристики

Люди отличаются своими умственными, или интеллектуальными, способностями. В конечном счете это приводит к тому, что каждый человек по-своему приспосабливается к жизненным ситуациям. Одним это удается лучше, другим - хуже. За счет чего возникают эти различия? Возможно, они заложены от природы, а может быть, складываются в процессе обучения и воспитания. Умственные способности человека являются одной из наиболее социально значимых характеристик. Неслучайно именно с изучения роли наследственности и среды в интеллектуальных различиях между людьми и началась история психогенетики (см. тема 1).
Как мы уже знаем, первые исследования по наследуемости интеллекта были проведены еще в XIX в. Фрэнсисом Гальтоном. Работа Гальтона явилась побудительным моментом для развития не только психогенетики, но и психологии индивидуальных различий, и психодиагностики. Необходимость измерения психологических различий между людьми привела к созданию различных психологических тестов, в том числе и измеряющих умственные способности.
Первые тесты интеллектуальных способностей появились раньше, чем первые теории интеллекта. В 1905 г. во Франции был издан первый тест интеллектуальных способностей для школьников Бине - Симона. В этом тесте основное внимание уделялось высшим умственным способностям, а не более примитивным операциям, отражающим сенсорные и перцептивные особенности, время реакции и т.п. Тест много раз пересматривался и был адаптирован для многих культур. С тех пор появилось множество различных тестов для измерения индивидуальных различий между людьми по уровню интеллекта. Параллельно с развитием интеллектуальных тестов разрабатываются различные тесты академической успешности (для школ, колледжей, вузов).
Хотя измеряют интеллект уже почти целое столетие, единого определения, что такое интеллект, до сих пор не существует. Дело в том, что проявления человеческих способностей столь многообразны, что чрезвычайно трудно свести их в единую систему. Каждая концепция интеллекта содержит в себе попытку внести ясность и каким-то образом организовать все многообразие интеллектуальных проявлений, однако еще ни одна теория не достигла всеобъемлющего понимания, что такое интеллект. В задачу настоящего учебника не входит знакомство читателей с различными теориями интеллекта. Интересующимся проблемой интеллекта можно посоветовать обратиться к соответствующей литературе (Хрестомат. 11.1, 11.2, 11.3; Холодная М.А., 2002; https://www.michna.com/intelligence.htm) (см. Видео 1; см. Видео 2). Но прежде чем приступить к изложению результатов психогенетических исследований интеллекта, необходимо коротко остановиться на том, какие представления об интеллекте лежат в основе экспериментальных схем, используемых в психогенетике.
Первые попытки экспериментально исследовать интеллект опирались на психометрические тесты. Начиная с Альфреда Бине и до сегодняшнего дня, психометрический подход является ведущим в исследованиях интеллекта. Именно на этот подход и ориентируется психогенетика.
Что такое интеллектуальные тесты? Тесты для измерения интеллектуальных способностей весьма многочисленны и разнообразны. Все они содержат ряд задач или вопросов (субтестов), на которые должен ответить испытуемый. Некоторые из них, например известные многим Прогрессивные матрицы Равена (рис. 11.1), являются невербальными, свободными от культуры и не имеют временных ограничений.

Поскольку в отношении интеллекта (фактора g) уже можно считать практически доказанным влияние наследственности на формирование популяционных различий, проведение дополнительных традиционных генетико-эпидемиологических исследований близнецов, приемных детей и других родственников уже не имеет смысла. Гораздо больший интерес сейчас представляют экспериментальные подходы, в которых изучаются генетические корреляции и ведется поиск конкретных локусов, связанных с вариативностью фактора g. Представляют интерес также исследования, направленные на анализ средовых факторов, влияющих на интеллект.
Рассмотрим сначала, что такое генетические корреляции. Как уже говорилось ранее, различные тесты когнитивных способностей коррелируют между собой. Измеряя корреляции между оценками способностей, мы получаем фенотипические корреляции. В среднем такие корреляции между различными субтестами составляют 0,30. Фенотипические корреляции - это статистическая связь между параметрами. В основе таких корреляций может лежать зависимость обоих параметров от какого-либо общего фактора. Для субтестов интеллекта это предположительно некий фактор g. Могут ли данные психогенетики помочь в решении вопроса о существовании такого общего фактора? Оказывается, могут.
Дело в том, что близнецовый метод позволяет получать так называемые кросс-корреляции. При обычном использовании близнецового метода мы коррелируем оценки близнецов по одному и тому же признаку (например, по решению арифметических задач) и получаем коэффициент корреляции, указывающий на степень сходства или несходства МЗ или ДЗ близнецов. При подсчете кросс-корреляций мы выбираем два признака (допустим, кроме решения арифметических задач, еще складывание геометрического узора из кубиков). Далее корреляции подсчитываются похожим образом, но как бы крест-накрест. Значения первого признака (решение арифметических задач) первого близнеца объединяются для корреляционного анализа со вторым признаком (складыванием узора) второго близнеца. Таким образом, вычисляют коэффициенты кросс-корреляции отдельно в группах МЗ и ДЗ близнецов. Если кросс-корреляции в группе МЗ выше, чем в группе ДЗ, значит, в основе фенотипических корреляций может лежать общий генетический контроль обоих признаков.
На основе кросс-корреляций вычисляются генетические корреляции. Оказалось, что генетические корреляции между отдельными когнитивными способностями гораздо выше их фенотипических корреляций и составляют порядка 0,80. Столь высокие генетические корреляции позволяют предположить существование общего генетического фактора, лежащего в основе умственных способностей.
Одним из перспективных направлений современной психогенетики интеллекта является изучение генетического и средового происхождения ковариаций между проблемами в поведении детей и их интеллектом. Генетический анализ множественных переменных позволяет выявить различный характер генетических влияний при нарушениях развития, приводящих к снижению интеллекта. Например, если в случаях тяжелой умственной отсталости мы обнаруживаем, что сибсы пораженных имеют нормальный интеллект, значит, мы имеем дело либо с редким геном, либо с хромосомным нарушением или спонтанной мутацией. Следовательно, такое заболевание не имеет отношения к нормальной вариативности интеллекта. При умеренной умственной отсталости, напротив, мы выявляем, что сибсы также имеют сниженный интеллект. Это признак того, что умеренная умственная отсталость носит семейный характер и связана с популяционной вариативностью IQ. В дальнейшем для анализа генетических механизмов разных форм умственной отсталости должны применяться и различные молекулярно-генетические подходы.
Итак, было установлено, что для общего интеллекта, по-видимому, имеет место аддитивный тип наследования и подверженность средовым влияниям. Это означает, что IQ - это сложный количественный признак, зависящий от действия множества генов с суммирующимся эффектом и множества влияний среды. Для поиска генов таких признаков адекватной является процедура анализа сцепления для локусов количественных признаков (QTL). Именно эта процедура и была применена в исследовании Р. Пломина и И. Крейга в 2001 г. (Plomin R., Craig I., 2001). Вслед за этим было выполнено еще несколько подобных исследований, обзор которых приводится в одной из последних статей Р. Пломина (Plomin R., 2003). Итак, что же известно о генах интеллекта на сегодняшний день?
Имеются свидетельства положительной связи между нормальной вариативностью общего интеллекта (или g) с двумя генами-кандидатами. Один из них - катепсин D (CTSD), второй - холинэргический мускариновый рецептор (CHRM2). Эффекты этих генов незначительны (3 и 1% вариативности соответственно), как это и ожидается для локусов количественных признаков (QTL). Чтобы выявить такие эффекты, требуется преодолеть 1% барьер, что обеспечивает 80% вероятность верного определения QTL. Получение таких результатов требует обследования групп испытуемых порядка 800 человек на один генетический маркер.
Работа по гену CTSD особенно интересна тем, что она связана с проводящимися в широких масштабах генетическими исследованиями деменции (старческого слабоумия). В этой работе интеллект тестировался у людей пожилого возраста, начиная с 50 лет, в течение 15-летнего периода, чтобы зафиксировать падение интеллекта, связанного с развитием деменции. Первоначальные оценки g, как и в других подобных исследованиях, отрицательно коррелировали с падением интеллекта с возрастом. Однако оказалось, что ген CTSD никак не связан с возрастным падением оценок, но хорошо ассоциируется с первоначальными оценками интеллекта в 50 лет. Другие лонгитюдные исследования интеллекта (Plomin) показывают, что возрастная стабильность интеллекта в основном связана с генетическими причинами, тогда как его изменения - со средовыми. Дальнейшие генетические исследования нормальной вариативности общего интеллекта и деменции, по-видимому, внесут ясность в вопрос, перекрываются ли эти два признака или каждый наследуется по своему механизму.
Поскольку исследования деменции и общего интеллекта идут параллельно, они имеют пересекающиеся моменты. Например, ген аполипопротеина, для которого показана значительная связь с деменцией, не имеет ассоциаций с нормальным интеллектом у детей и взрослых.
Кроме указанных двух генов-кандидатов, к настоящему моменту обнаружены еще несколько функциональных полиморфных локусов, связанных с общим интеллектом. Работа в этом направлении продолжает вестись. Как считают ведущие генетики, работающие в этой области, одной из перспективных стратегий является анализ всех полиморфизмов в конкретных генных системах. Другой возможной стратегией является сканирование всего генома для поиска ассоциаций с интеллектом.
Помимо поиска конкретных генов, связанных с интеллектом, важным направлением исследований интеллекта является изучение влияний среды на интеллект. Прежде чем коротко остановиться на этом направлении, следует еще раз напомнить, что все процентные показатели наследуемости интеллекта, относящиеся как к единичному гену-кандидату, так и ко всему комплексу генов, есть лишь характеристики вклада генотипа в популяционную изменчивость. Это означает, что изучение процесса взаимодействия генотипа и среды в ходе развития конкретного фенотипа у конкретного индивида - совершенно самостоятельная задача. Генетика поведения лишь указывает, какие направления исследований перспективны. Например, ясно, что на развитие интеллекта в детстве влияет общая семейная среда. Дальнейшее исследование должно проводиться психологами в контакте с генетиками. На сегодняшний день совершенно очевидно, что интеллект является чрезвычайно сложной психологической характеристикой, складывающейся в процессе взаимодействия многих составляющих при участии генов и среды (см. Видео).
Влияния среды на интеллект можно подразделить на социальные и биологические.
К социальным факторам можно отнести все, что относится к понятию культурной среды: как, где и с кем живут люди, чем они занимаются. Все это оказывает влияние на их умственные способности. Культура европейца значительно отличается от культуры представителя народов Севера или культуры коренного жителя Центральной Африки. Различия столь многообразны, что с трудом поддаются описанию. Если мы обнаруживаем межкультурные или межэтнические различия в оценках интеллекта, мы можем приписать это различиям культур, а можем объяснить и иначе - тем, что умственные способности представителей этих групп таковы, что своеобразие культуры есть следствие своеобразия их способностей. Рассмотрим, какие социальные факторы влияют на интеллект.
Одним из факторов является род занятий. Оценки интеллекта могут быть предикторами профессионального уровня человека. В свою очередь, сам род занятий (профессия) влияет на интеллект: чем сложнее работа, тем больше она требует гибкости ума, что способствует повышению интеллекта. Примерно поколение назад IQ у жителей городов в США был примерно на 6 единиц выше, чем у жителей сельской местности. В настоящее время этот разрыв сократился до 2 единиц. Скорее всего, это является отражением изменений в среде. Развитие транспорта и других систем коммуникаций, внедрение новых технологий и т.д. приблизило сельскую среду к городской. В то же время нельзя сбрасывать со счетов и повышение возможностей миграции, что приводит к смешиванию генофондов сельского и городского населения.
Посещение школы является еще одним средовым фактором, влияющим на интеллект. В свою очередь, интеллект ребенка определяет те условия, в которых он будет учиться. Если ребенок имеет признаки умственной отсталости, его школа заведомо будет отличаться от школы одаренного ребенка. Вне зависимости от исходного уровня интеллекта, посещение школы способно повлиять на его уровень. Дети одного и того же паспортного возраста, посещающие и не посещающие школу, отличаются по уровню IQ. Дети, которые посещают школу регулярно, имеют более высокие оценки IQ, чем те, что часто пропускают занятия или совсем не ходят в школу. Нет сомнения, что школа дает возможность для развития основных интеллектуальных навыков, но степень развития одного и того же навыка различается у конкретных детей.
Применение развивающих методов также способно повлиять на уровень интеллекта. Точно так же, как умственные способности детей, растущих в обедненной среде, имеют тенденцию понижаться, интеллект детей, имеющих богатые возможности для развития, обычно повышается. В последние годы и у нас в стране, и за рубежом очень популярны различные развивающие программы, в которых принимают участие дети дошкольного возраста. Лонгитюдное прослеживание детей, участвующих в таких программах, показывает, что они реже попадают в разряд неуспевающих, реже остаются на второй год и чаще поступают в высшую школу, по сравнению с контрольными детьми. Наиболее успешным оказался проект, осуществленный в США в штате Каролина. В этом проекте дети помещались в обогащенную среду, начиная с младенческого возраста. Уже к двум годам их интеллект был выше, чем в контрольной группе. К 12 годам они опережали своих сверстников на 5 единиц. Они заметно превосходили детей из контрольной группы и по уровню академической успешности.
Нет сомнения, что одним из важных факторов развития интеллекта является семейная среда. Для развития нормального уровня интеллекта необходимо, по крайней мере, чтобы среда в семье соответствовала обычным нормам. Тяжелая депривация, отсутствие заботы, плохое обращение негативно влияют на развитие ребенка (рис. 11.5).

Исследования показывают, что благосостояние семьи (ее возможности), речь родителей коррелируют с оценками интеллекта детей. Однако такие корреляции могут возникать как за счет средовых, так и за счет генетических причин (вспомним о генотип-средовой ковариации). Исследования интеллекта в психогенетике подтверждают, что в детском возрасте фактор общесемейной среды (с²) вносит довольно существенный вклад в вариативность интеллекта (около 30%). Начиная с подросткового возраста, его роль значительно уменьшается.
К биологическим факторам среды, влияющим на интеллект, относятся пренатальные (связанные с внутриутробным развитием), перинатальные (связанные с периодом, начинающимся за несколько недель до родов и заканчивающимся спустя неделю после родов) и постнатальные. Сюда включаются особенности питания, подверженность токсическим агентам, различные пренатальные и перинатальные стрессоры (например, недоношенность, родовая травма, гипоксия).
Среди биологических факторов наиболее изученными являются влияния неполноценного питания и интоксикаций (соединения свинца и алкоголь).
Показано, что белковое голодание в детстве приводит к значительному ухудшению показателей умственного развития детей. Программы помощи детям слаборазвитых стран демонстрируют, что введение нормальной диеты улучшает показатели развития детей даже из беднейших слоев населения этих стран. Показано также, что в странах с нормальным уровнем питания различные пищевые добавки, включающие витамины и микроэлементы, способны благотворно влиять на умственное развитие детей.
Негативное влияние на интеллект оказывают соединения свинца, которые содержатся в выхлопных газах автомобилей и в промышленных выбросах. У детей, живущих вблизи загрязняющих атмосферу предприятий, уровень свинца в крови выше. Более высокий уровень свинца отрицательно коррелирует с оценками интеллекта в течение всего периода детства. Отрицательное влияние на интеллект оказывает и алкогольная интоксикация плода, если мать употребляет алкоголь во время беременности. В более тяжелых случаях развивается алкогольный синдром плода, сопровождающийся умственной отсталостью и нарушениями физического развития, однако даже не очень большие дозы алкоголя, принимаемые матерью регулярно, влекут за собой снижение интеллекта ребенка на несколько единиц. К числу перинатальных факторов, влияющих на интеллект, относится глубокая недоношенность (вес при рождении менее 1500 г).
Таким образом, многочисленные исследования показывают, что интеллект человека является сложной системой различных способностей. В его формировании, несомненно, принимают участие наследственные механизмы, однако не нужно думать, что наследственность является решающим фактором в определении уровня интеллекта конкретного человека. Благоприятные условия среды, начиная с ранних этапов развития, безусловно, способны положительно влиять на интеллект. Психологи-практики, основной задачей которых является формирование адекватной среды для максимальной реализации всех возможностей человека, должны осознавать это в полной мере. Даже при неблагоприятном генотипе (например, наследственные заболевания) правильно подобранная среда развития может творить чудеса (см. Видео).