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来源页 · 完整讲稿 · 第10讲

基因并非命运

本课涉及
基因与环境儿童教育关键期

你好,我是仇子龙,欢迎来到我的《基因科学课》。

有次参加国际会议,有一位研究了一辈子基因的哈佛大学教授作报告,专业内容我已经记不清了,但是说到基因作用的时候,他说了一句话,一下子解开了我内心的很多疑问。

这句话是“Genes are not fate”。中文的意思是:基因并非命运。

当你知道有基因这个东西存在以后,我猜你也一定和我有一样的疑问。

我们这一生,有哪些是基因先天决定的?哪些是我们后天的努力可以改变的?基因只能继承父母的,自己不能改变,但是我能不能靠后天努力让命运越来越好呢?如果一个人的命运刚出生的时候就被基因确定了,人生还有什么意义呢?

我们反复地讲,基因是生命舞台上的绝对主角。那为什么科学家还说,基因并非命运呢?

命运是什么?命运就是我们的人生经历。比如说,我是成为一个生物学家,还是成为一个诗人?还比如,我会遇到谁?跟谁在一起?在哪里定居?

人生经历就好像我们出演的一部真人秀,基因设定了我们的角色,它决定了我们的长相、身高、体重,以及行为模式,遇到事情如何反应。但是真人秀还有一个非常重要的部分,就是规则设定。

在人生里,规则设定就是社会环境。

课程原图:指向不同方向的路牌
课程原图:指向不同方向的路牌

只有角色设定,你能预测一部真人秀的内容吗?当然不能。

1920年,在印度发现了两个从小被狼群抚养的孩子,当他们被人类发现的时候已经七八岁了,完全不会直立行走,甚至和狼一样只吃生肉,也不会说话。

回到人类社会后,经过了多年学习,他们只勉强地学会说几个简单的字词,学不会人类社会的知识和技能,终生都没有融入人类社会。

从狼孩的例子里,我们就能直观地看到,这两个具有人类基因的孩子,因为从小跟动物长大,没有人类的社会环境,然后就再也无法融入人类。

从生物学上说,狼孩绝对属于人类物种,但是从社会学上说,他们已经不再是人类社会的一员了。

我们小时候也就是穿着开裆裤乱跑,好像没学什么东西,但是人类社会里的所有一切,其实都在潜移默化地塑造着我们的大脑,尤其是人的语言能力和超强的学习能力。如果脱离了人类社会,语言和学习能力是不会无师自通的。

既然社会环境深深地影响了我们的命运,那它到底是怎么起作用的呢?

在这一讲里,我会从感知觉、智力发育和价值观这三个方面,告诉你社会对我们的作用。

1. 感知觉形成的关键期

社会环境对感知觉有什么影响呢?

首先,我先来跟你分享一个经典的科学实验。

半个世纪之前,1963年,两位科学家希望研究大脑的视觉是怎样形成的。他们用小猫的眼睛进行了一系列实验,研究猫的视觉细胞,这些发现让他们在十几年后拿到了诺贝尔生理学或医学奖。但是我认为真正改变了世界的,却是他们的另外一个实验。

在研究视觉细胞之余,他们想,如果小猫刚出生的时候,眼睛就不能接收外界信息,会怎么样?

于是,他们做了一个听起来有点残忍的实验。他们在小猫刚出生时,用针线将眼睑缝合了起来,过了一个月再打开。然后他们给小猫观察各种图案,同时在大脑皮层上记录视觉神经细胞的各种电反应。

他们惊奇地发现,小猫的眼睛不再对各种图案产生有规律性的反应。换句话说,它们的大脑不再能够分辨眼睛看到的是什么。它们可以“看见”,但是无法“看到”。

他们又做了个对比实验,将已经一个月大的小猫的眼睑缝合起来,过了一个月再打开,发现小猫的视觉是完好的。

课程原图:视觉投射路径
课程原图:视觉投射路径

视觉投射路径

从这个实验里,我们可以得到两个重要信息。

  1. 如果想要形成正常的视觉,光有基因还不够,小猫必须接收外界环境的信息输入。
  2. 刚出生的第一个月是一个关键期。这个阶段有没有关键的信息输入,决定了猫长大之后的视觉究竟怎么样。

经过了数十年的科学研究,科学家发现里面的原理是这样的。

就像前面讲过的学习过程一样,我们一出生,一睁开双眼,大脑就在我们不知不觉的情况下,用眼睛去学习看到的世界了。

外界的信息通过眼睛转化成电信号进入大脑,激活了神经元里的基因表达,生产出来的蛋白质被输送到突触上,发出更强的信号,然后建立起一个成熟的神经网络。长大以后,这个成熟的神经网络才能去继续识别我们看见的万事万物。

如果一出生,眼睛就被蒙上,没有外界信息输入的神经元,就无法运用可塑性开动基因表达,突触也就无法增强,这个视觉需要的神经元网络就建立不起来了。

所以,错过了关键期的小猫,即使再把眼睛打开,视网膜还能接收视觉信息,但是大脑里根本没有建立好视觉的神经网络,眼睛看见了,大脑却无法得到有效信息。

这两个年轻人自己都没想到,这个实验对当时的世界产生了巨大的冲击。

在上个世纪50年代到60年代,DNA的化学结构刚刚被科学家所发现,大家震惊于遗传物质的简单和美妙,普遍认为生命的奥秘完全储存在基因之中。

但是这个小猫实验说明,大脑发挥正常的功能不仅需要先天的基因,还需要在刚出生后的关键时期,接收重要的信息输入。只有外界信息的输入,才能启动基因的表达,大脑才能够真正地成熟。

值得多说一句的是,也许把小猫的眼睑缝上做实验是有点残酷,但这个实验后来帮助了许多弱视儿童。因为这个实验被报道以后,科学家和医生都认识到,人类的视力发育也存在关键期,所以,对于弱视儿童的视觉康复应该在幼年时尽早开展,因此挽救了无数视觉发育障碍的孩子。

2. 环境对智力发育的重要性

说完感知觉,我们再来看看第二个方面——智力。社会环境对智力的发育有什么影响呢?

在美国社会里,在低收入家庭的社区,往往是非裔美国人的社区里,孩子经常不好好学习,长大以后找不到稳定的工作,甚至违法犯罪,成为社会问题。

面对这种现象,有些社会学家,甚至科学家提出了质疑,会不会是非裔美国人本身的基因不够好,才会出现智力水平不高的情况?真的是基因决定了他们的命运吗?

面对这些质疑,1970年,美国几个教育学家与心理学家,启动了一个史无前例的社会学实验,史称“卡罗莱纳初学者计划”。

他们招募了100多个低收入家庭来的孩子,其中很多是非裔美国人。然后在孩子刚刚出生几个月后,就将他们随机分为两组,对照组和实验组。

对照组不给特别的训练,而实验组给予丰富的幼儿教育,在游戏中对他们进行社交、情绪、认知训练,以及身体方面的锻炼。

课程原图:孩子们参与科学学习活动
课程原图:孩子们参与科学学习活动

这个初学者训练计划每周进行五次,从出生几个月后,一直持续到他们五岁。每隔几年进行随访,一直持续到他们40岁。(参考文献1)

这个实验有什么结论呢?

据当时从事实验的心理学家说,在孩子们两岁的时候,他们就发现了实验组和对照组的巨大差异。当然,我们还是要看数据说话。

从小学和中学的学习成绩来看,实验组的孩子已经远远地超过了对照组。在21岁的时候,实验组里上大学的孩子的比例是对照组的四倍。这足以说明,五岁前不同的教育环境对孩子们的智力发展影响巨大。

这个实验的发现还远远不止于此。

3.儿时的五年和一生的价值观

2018年,初学者计划四十年后,研究者又把实验组和对照组找了回来。当年的那群孩子,如今已是中年人。研究者设计了一系列实验,让他们作一些经济学的抉择。实验设计得很复杂,也很科学,我就不细说了。(参考文献2)

总之,研究者就是想用严格的科学实验来检测,生命最初的五年教育是否对他们的价值观产生影响。看他们是愿意放弃自己的一些利益,尽量维持社会公平,还是不放弃个人利益,只要对我有利就好,不管对其他人公平不公平。

研究的结果又让所有人大吃一惊。

幼年接受了更好的教育资源的实验组,长大以后比对照组,更希望维持社会公平,就算暂时放弃自己的一些利益也在所不惜。

换句话说,这些孩子尽管出身贫寒,但是幼年接受更好的教育以后,长大成人,希望社会往更公平、更平等的方向发展。看来,幼年的生活确实影响到了这些人的价值观。

所谓“三岁看老”可能有点绝对,但是你对一个五岁前孩子说的每一句话,对他的一生都影响巨大。

说到这儿,你应该知道,为什么说基因并非命运了。

基因给了你起跳的能力,而环境就像重力。如果把你送上月球,那你能轻松打破地球上的跳高纪录。如果把你送到重力比地球大十倍的木星上,估计你连站直都很困难。

这个横跨了四十年的伟大实验相当于把一部分孩子从木星带到地球上,让他们有了展现自己基因的机会。也让我们认识到,他们的基因和地球上孩子的基因是一样的。对于那些碰巧生活在地球上的人来说,怎么能嘲笑他们的基因不够好呢?

所以,基因决定了你的能力,但是无法决定你的命运。

尽管有的人确实能力强点,跳得高一些,但是只要努力起跳,总可以在社会里找到一席之地。

总结

这一讲,我们讲了社会环境对命运的影响,主要分三个方面。

  1. 感知觉。在出生后的关键期里,环境里信息的输入决定了感知觉的形成。
  2. 智力。5岁前的幼年教育对智力的发育非常重要。
  3. 价值观。幼年的教育会对成年后的价值观产生巨大影响。

思考题

让我们做一个假想实验。假如,我们已经拥有完美的克隆人技术,为了满足人民群众日益增长的文化娱乐需求,不差钱的郭德纲老师要求科学家用克隆技术多克隆几个郭德纲,扩大德云社业务,把德云社开遍全世界!你觉得这个事情靠谱吗?

欢迎你在留言区跟我互动。

下一讲,我们会开启一个新的章节。看看人类是怎么从蒙昧状态中觉醒过来,认识基因的。我们下一讲见。