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我们的读写和运算能力究竟是先天形成还是后天教化的？在早期教育领域，关于这一问题的争论从未停止过。目前人们普遍认为，一个人的运算和读写能力的形成是基因与环境互作的结果。
然而，由于遗传缺陷导致的运算障碍症（Dyscalculia）和读写障碍症（Dyslexia）相继出现，人们越来越倾向于觉得，基因可能在读写和运算能力的形成中扮演更为重要的角色。
事实是否如此呢？近日发表在《自然》杂志子刊《自然·通讯》上的一项研究利用实验的方法对这一说法进行了验证。这项研究由伦敦大学学院、牛津大学以及伦敦国王学院的科研人员共同进行。
研究人员对英国地区 2794 对 12 岁的双胞胎进行了读写和运算能力测试，并利用全基因组关联分析（GWAS）技术尝试寻找那些可能与读写或运算能力有关的基因。此前利用 GWAS 技术对遗传疾病的分析结果显示，引起遗传疾病的基因缺陷往往出现在基因的非编码区，尤其是单核苷酸多态性（SNP）位点。因此在本实验中，研究人员也更多地着眼于受试个体 SNP 的分析，并从中获得了高达 1588650 个可能与读写或运算能力有关的位点。更令人惊奇的是，这些基因的相关程度超过 60%。
这样的研究数据显示，读写和运算能力差异并非来自于某个或某几个具有决定意义的基因，而是由大量微小的基因差异共同造成。与此同时，这些基因中的很大一部分在功能上具有重叠性，能够对运算和读写能力共同施加影响。
读写和运算这两种能力在儿童群体间有着较高的相关性。图片来源：shutterstock 友情提供
此外，研究人员在检验个体运算和读写能力的得分时发现，总的来看，群体间的读写能力和运算能力之间具有较高的相关性（相关系数约为 0.6）。这意味着，对于多数孩子来说，读写能力较强的孩子往往也具有较强的运算能力，反之亦然。
为探究这一相关的出现究竟是基因还是环境在起作用，研究人员进行了进一步的遗传分析。这一次的分析不仅涵盖对参与调查的 2794 对 12 岁双胞胎儿童进行的对比分析，也包括对 2221 名无亲缘关系的儿童进行的对比分析。为了更好地描述基因或环境在读写和运算能力的形成中发挥的作用，研究人员定义了系数ρA来表征基因的作用，而系数ρC和ρE则用于表征非公用和公用外部环境的作用。对于无亲缘关系儿童群体的分析，研究人员则使用系数ρG来表征基因的作用。
最终的分析结果显示，在双胞胎群体中，基因对于读写能力的影响因子为 0.66，非公用与公用的环境因子分别为 0.14 和 0.20；运算能力方面，基因的影响因子为 0.51，而环境因子则为 0.21 和 0.27。而在无亲缘关系儿童群体中，基因在两种能力的形成中占据的作用分别为 0.27 和 0.52，环境则起到了更大的作用。
研究结果清晰地表明，对于一个更为广泛的群体来说，影响读写和运算能力的主要因素很可能是环境，而并非基因。如果以全人类作为范本，单核苷酸多态性位点很可能千差万别。这样的差别使得能够影响阅读和运算能力的微小差别能够相互弥补，最终削弱了基因对这些能力水平的影响。
论文作者强调，这样的研究并非意味着基因在读写和运算能力的形成中没有作用。相反，他们的研究数据确认了此前的一些结论，如证实了 DCDC2 基因对运算能力的影响。从更为长远的意义看，利用大数据分析的方法也许能够帮助我们营造更为适宜学习的环境，提高孩子们学习的效率，最终帮助每个孩子达到他们的能力极限。
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