3. Психофизиологические предикторы интеллекта: исследования методами психогенетики

Целый ряд показателей, характеризующих работу мозга, могут рассматриваться как психофизиологические предикторы интеллекта. Например, в качестве таковых может выступать и общий объем мозга, и объем белого и серого вещества в различных отделах мозга, и параметры электрической активности мозга, и время реакции. Методы психогенетики позволяют оценить составляющие фенотипической дисперсии всех этих психофизиологических особенностей.

Зависимость между альфа-ритмом и IQ рассматривалась в работе Д. Посдума и др., в которой участвовали близнецы из Нидерландского близнецового регистра, а также их сиблинги. Все обследуемые были разделены на две возрастные группы: младшая возрастная группа (средний возраст 26,2 года) и старшая возрастная группа (средний возраст 50,4 лет). IQ тестировался с помощью датской адаптации теста WAISIII-R (WAISIII, 1997). В исследовании были получены показатели внутриклассовых корреляций по параметрам индивидуального альфа-ритма, вербального понимания, рабочей памяти, скорости мыслительных процессов, перцептивной организации. В таблице 5 приведены значения коэффициентов внутриклассовой корреляции у МЗ и ДЗ близнецов.

Таблица 5

Корреляции у близнецов по параметрам альфа-ритма и показателями iq (д. Посдума и др., 2001)

Средний возраст		Альфа-ритм	Вербальное понимание	Рабочая память	Скорость мыслитель-ных процессов	Перцептив-ная органи-зация
26 лет	МЗ ДЗ	0,73 0,26	0,84 0,46	0,70 0,16	0,62 0,24	0,69 0,34
50 лет	МЗ ДЗ	0,83 0,17	0,82 0,45	0,67 0,34	0,70 0,23	0,69 0,25

Согласно полученным в этом исследовании психогенетическим данным в младшей возрастной группе 71% общей вариативности по альфа-ритму обусловлено наследственными влияниями, а в старшей возрастной группе - 83%. Для вербального интеллекта значение показателя наследственной обусловленности остается стабильным с возрастом – 74%. В данной работе была показана высокая наследственная обусловленность как индивидуальных различий по альфа-ритму, так и вербального интеллекта (Posthuma D. и др., 2001).

В близнецовом исследовании (Е.В. Воробьева, 2007) событийно-связанных потенциалов (ССП) мозга и психометрического интеллекта принимали участие 53 пары близнецов, из них 27 монозиготных пар (МЗ) и 16 однополых дизиготных пар (ДЗ), 10 пар разнополых дизиготных близнецов. Возрастной диапазон 8-27 лет, из них обследованных мужского пола – 28 чел., женского - 78 чел. Регистрация ССП осуществлялась в трех вариантах: по классической методике «oddball» и с актуализацией у обследуемого мотивации стремления к успеху или избегания неудачи. Диагностика психометрического интеллекта осуществлялась с применением тестов Р. Кеттелла и Дж.Равена. В результате были получены данные о том, что актуализация в условиях психофизиологического эксперимента мотивации достижений связана с уменьшением амплитуды компонента N200 у обследуемых с преобладанием мотивации избегания неудачи, увеличением амплитуды компонентов N200 и Р300 фронтальных областей головного мозга у обследуемых с преобладанием мотивации достижения успеха. Также выявлена общая генетическая детерминация психометрического интеллекта и параметров компонентов ССП.

Согласно модели интеллекта Г. Айзенка, психофизиологическим коррелятом фактора G является скорость переработки информации в центральной нервной системе (Айзенк Г.Ю., 1995). В ряде исследований было показано наличие зависимости между временем сложной реакции выбора и показателем общего интеллекта (McGarry-Roberts P.A., 1992; Posthuma D. И др., 2001).

Многомерный анализ, проведенный L.A. Baker, P.A. Vernon, H-Z. Ho, позволил установить наличие общей генетической основы в индивидуальных особенностях сенсомоторных реакций, параметрах биоэлектрической активности мозга и интеллекте. Значение показателя наследуемости общего фактора скорости реакции, основанного на тестировании по восьми тестам времени реакции, равен 49%. Оказалось также, что по тестам на скорость реакции, в выполнении которых участвуют более сложные интеллектуальные операции, значение показателя наследуемости выше. Двумерный анализ этих данных и данных по интеллекту показал, что фенотипические корреляции как вербального, так и невербального интеллекта с общей скоростью реакции составили 0,59, при этом они целиком опосредовались генетическими факторами. Генетические корреляции составили 0,92 и 1,00 (Baker L.A. и др., 1991).

В исследованиях, проведенных М. Лучиано с соавторами и Д. Постдума с соавторами изучалось, чем опосредуется отношение между временем распознавания и интеллектом – общими генетическими или общими средовыми факторами. Данные, полученные на выборке из 166 монозиготных и 190 дизиготных пар близнецов М. Лучиано и соавторами, свидетельствуют о высокой наследуемости времени распознавания (79-90%) и интеллекта (89%), фенотипические корреляции находятся в пределах от 0,31 до 0,56, а генотипические корреляции – от 0,45 до 0,70. Таким образом, общие генетические влияния объясняют около 70% наблюдаемой фенотипической корреляции между временем распознавания и IQ. В целом исследования показали, что существует устойчивая и воспроизводимая связь между временем распознавания и интеллектом. Межиндивидуальная изменчивость по времени распознавания объясняет около 10-30% изменчивости по тестам интеллекта и 65-100% этой ковариации объясняется скрытыми общими генетическими механизмами. М. Лучиано и соавторы получили значение показателя наследуемости времени распознавания, равный 36%. Корреляция времени распознавания с невербальным интеллектом составляет 0,35, с вербальным - -0,26. Генетическая корреляция между временем распозавания и невербальным IQ составила 0,65, а между временем распознавания и вербальным IQ –0,47 (Luciano M. и др., 2001).

В работе Д. Постдума и соавторов был получен более высокий значение показателя наследуемости времени распознавания, составляющий 46%. Корреляция времени распознавания с невербальным IQ составила 0,35, а с вербальным - -0,26. Генетическая корреляция между временем распознавания и невербальным IQ составила 0,47, а с вербальным IQ 0,31. Генетические факторы, связанные с временем распознавания, объясняют, таким образом, от 10 до 42% генетической вариативности IQ (Posthuma D., 2001).

В нашей работе (Е.В. Воробьева, 2006) были получены оценки компонентов фенотипической дисперсии времени сложной аудио-моторной реакции на значимый стимул для трех различающихся условий регистрации (в стандартных условиях, при актуализации у испытуемых мотивации достижения успеха и при актуализации мотивации избегания неудачи) (таблица 6).

Таблица 6

Оценка генетической (h²), общесемейной (c²) и индивидуально-средовой (e²) составляющих фенотипической дисперсии времени сложной аудио-моторной реакции на значимый стимул (* – p< 0.05, ** – p< 0.01) (Е.В. Воробьева, 2006)

Условия регистрации	h2	c²	e²
Стандартные	(0.35)	0	(0.65)
Актуализация стремления к успеху	(0.11)	0	(0.89)
Актуализация избегания неудачи	(0.54)	0	(0.46)

В таблице 6 видно, что на межиндивидуальную фенотипическую вариативность времени сложной аудио-моторной реакции на значимый стимул оказывают наибольшее влияние факторы индивидуальной среды. Оценка наследуемости времени сложной аудио-моторной реакции на значимый стимул в первой пробе (без актуализации у обследуемых мотивации достижения) составила 35%. В условиях актуализации мотивации стремления к успеху значение коэффициента наследуемости понизилось и составило 11%, а для условий актуализации мотивации избегания неудачи оценка наследуемости достигла наибольшего значения – около 54%. Таким образом, при актуализации мотивации избегания неудачи происходит рост наследственной обусловленности фенотипической вариативности времени сложной аудио-моторной реакции на значимый стимул. Полученные нами данные согласованы с данными других авторов – в частности, о том, что при увеличении стрессогенности средовых воздействий растет доля наследственной обусловленности фенотипической вариативности изучаемых психофизиологических показателей (Равич-Щербо И.В., 2004).

Deary I. и C. Stough (1996) указывают, что время распознавания объясняет около 20% фенотипической вариативности интеллекта. Время распознавания считается характеристикой процесса переработки информации в центральной нервной системе, отражающей скорость понимания (перцептивную скорость) и определяется как минимальное время предъявления простого стимула, которое требуется обследуемому для его точного перцептивного распознавания.

В работе Wallace, G.L. и др. (2010), выполненной с применением компьютерной томографии, проводилось изучение объема белого и серого вещества мозга и выполнением субтеста «Словарный» и субтеста «Кубики Косса» теста Д. Векслера у детей и подростков. В работе принимали участие 649 человек с развитием, соответствующим возрасту, близнецы, их сибсы, а также одиночнорожденные. В работе участвовали 107 MZ пар, 53 DZ пар и 23 отдельных близнеца в возрасте от 8 до 15 лет. Были обнаружены невысокие фенотипические корреляции между объемами серого и белого вещества мозга и выполнением субтестов теста Д. Векслера. Было установлено, что взаимосвязь объема серого вещества мозга и выполнения субтеста «Словарный» теста Д. Векслера находится под контролем преимущественно индивидуально-средовых влияний. Результаты выполнения субтеста «Кубики Косса» взаимосвязаны с объемом серого и белого вещества мозга и эта взаимосвязь находится под генетическим контролем.

Зависимость между когнитивной функцией мозга или интеллектом (IQ) и различными антропометрическими параметрами давно привлекает научный интерес. Для того чтобы выявить антропометрические параметры, которые захватывают изменения, имеющие отношение к интеллекту, важно проследить восприимчивость различных частей тела к действию факторов окружающей среды (Ali et al., 2000; Bogin et al., 2002), поэтому важно сравнить, как они связаны с IQ. Механизмы, лежащие во взаимосвязи между антропометрическими показателями и IQ, до сих пор еще плохо изучены, а также могут варьироваться между различными антропометрическими параметрами. Окружность головы может быть индикатором мозгового объема (Bartholomeusz et al., 2002), который связан с IQ (Lange et al., 2010). Однако голландское близнецовое исследование обнаружило связь между IQ и ростом, которая предполагает обусловленность не только средовыми факторами, но и наследственными (Silventoinen et al., 2006).

В работе Silventoinen, K. и др. (2012) участвовали 1512 близнецов в возрасте 11 лет (из них 760 женского пола) и 1252 - в возрасте 17 лет (из них 674 женского пола), проживающих в штате Миннесота, США. Невербальный и вербальный IQ были измерены с помощью сокращенной версии взрослого варианта теста Векслера (WAIS-R) у близнецов 17-летного возраста и теста Векслера для детей (WISC-R) у близнецов 11-летного возраста. Краткий вариант теста Векслера состоял из двух вербальных субтестов (общая осведомленность и общая понятливость) и двух невербальных субтестов (субтест составления фигур и субтест последовательности картинок). В таблице 7 представлены результаты оценки составляющих фенотипической дисперсии интеллекта и антропометрических показателей у мальчиков и девочек в возрасте 11 и 17 лет.

Таблица 7