創(chuàng)造性思維的遺傳基礎(chǔ)研究進(jìn)展

武曉菲，鄭鷺鳴，孫 鐵

(1. 杭州師范大學(xué)經(jīng)亨頤教育學(xué)院，浙江 杭州 311121； 2. 首都師范大學(xué)心理學(xué)院北京市“學(xué)習(xí)與認(rèn)知”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048)

創(chuàng)造性是人類高級(jí)思維的體現(xiàn)，創(chuàng)造性不僅使人類實(shí)現(xiàn)了許多偉大的工程，而且推動(dòng)了人類文明的發(fā)展.吉爾福特提出，個(gè)體創(chuàng)造力的預(yù)測是心理學(xué)研究的重點(diǎn)問題[1].最初人們?cè)噲D以測量人格特質(zhì)的方式來預(yù)測創(chuàng)造力，例如，認(rèn)為具有開放性人格特質(zhì)的人在創(chuàng)造性思維任務(wù)上的表現(xiàn)會(huì)更好.但紙筆測驗(yàn)評(píng)價(jià)主觀性較大，對(duì)創(chuàng)造性預(yù)測的信效度較低.借助認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究者發(fā)展了預(yù)測創(chuàng)造力的思路：在完成創(chuàng)造性任務(wù)的過程中，通過腦區(qū)的激活、大腦網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)協(xié)作來預(yù)測個(gè)體的創(chuàng)造力，但該方法的準(zhǔn)確度還有待提高.分子遺傳學(xué)技術(shù)的發(fā)展為研究者提供了新的思路：是否可以通過某種特定的基因來預(yù)測個(gè)體創(chuàng)造力的高低？相較于大腦結(jié)構(gòu)以及人格特質(zhì)，基因是更加本質(zhì)的特征.通過基因來預(yù)測創(chuàng)造力并不等于宣揚(yáng)創(chuàng)造力的天賦說，而是為預(yù)測創(chuàng)造力提供更加全面的角度.已有研究發(fā)現(xiàn)，通過腦網(wǎng)絡(luò)和基因數(shù)據(jù)共同預(yù)測創(chuàng)造力的表現(xiàn)要好于單獨(dú)使用其中某一種，因此創(chuàng)造性的遺傳基礎(chǔ)研究是非常有價(jià)值的[2].目前，關(guān)于創(chuàng)造性的遺傳基礎(chǔ)研究主要集中于創(chuàng)造性的候選基因研究、多基因交互作用研究以及基因與環(huán)境、性格交互作用研究等.本文對(duì)創(chuàng)造性思維遺傳基礎(chǔ)的相關(guān)研究進(jìn)行綜述，指出當(dāng)前相關(guān)研究的困境，提出一些切實(shí)可行的解決方案.

1 創(chuàng)造性的候選基因研究

早期關(guān)于創(chuàng)造性的遺傳基礎(chǔ)研究多采用候選基因位點(diǎn)的方法，且主要集中于多巴胺受體基因及其與精神疾病相關(guān)的基因位點(diǎn)上.多巴胺(dopamine，DA)是腦內(nèi)分泌的一種用來幫助細(xì)胞傳送脈沖的化學(xué)物質(zhì)，通過與相應(yīng)的受體結(jié)合發(fā)揮作用.已有研究[3-4]發(fā)現(xiàn)，多巴胺與創(chuàng)造力有關(guān)的認(rèn)知功能密切相關(guān)，其中包括調(diào)節(jié)注意靈活性及降低前攝抑制等與多巴胺受體有關(guān)的功能，這使得多巴胺神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)基因成為研究者關(guān)注的重點(diǎn).目前，已成功分離出5種多巴胺受體，分布于不同的腦區(qū)，包括尾狀核的多巴胺D1受體(dopamine receptor D1，DRD1)、海馬的多巴胺D5受體(dopamine receptor D5，DRD5)、前額葉皮層的多巴胺D2受體(dopamine receptor D2，DRD2)、杏仁核的多巴胺D3受體(dopamine receptor D3，DRD3)以及下丘腦等腦區(qū)的多巴胺D4受體(dopamine receptor D4，DRD4).除多巴胺受體外，還包括多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體(dopamine transport，DAT)和兒茶酚氧位甲基轉(zhuǎn)移酶(catechol-O-methyl transferase，COMT).研究者較多關(guān)注于COMT、DRD2、DRD4和DAT受體基因與創(chuàng)造力的關(guān)系.

1.1 COMT基因與創(chuàng)造性思維的關(guān)系

COMT主要作用是參與細(xì)胞外多巴胺的降解，被認(rèn)為與創(chuàng)造性的認(rèn)知活動(dòng)相關(guān)[5]，是創(chuàng)造性基因?qū)W研究的熱點(diǎn).Reuter等[6]首次采集92名高加索人的基因數(shù)據(jù)，探索COMTVal158Met(rs4680)等與創(chuàng)造性思維的關(guān)系，但并沒有發(fā)現(xiàn)rs4680與創(chuàng)造性思維顯著相關(guān).Runco等[7]重復(fù)了Reuter等的研究，對(duì)來自希臘中西部的147名大學(xué)生進(jìn)行了基因檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)rs4680與言語創(chuàng)造性、圖形創(chuàng)造性的流暢性分?jǐn)?shù)存在顯著正相關(guān).相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn)，該基因與想象力[8]、圖形創(chuàng)造性[9]、頓悟問題[10]以及即興創(chuàng)作能力[11]等顯著相關(guān).在實(shí)驗(yàn)中使用經(jīng)典頓悟任務(wù)[12]、發(fā)散性思維任務(wù)[13]、創(chuàng)造性成就測驗(yàn)[14]測量創(chuàng)造性，未發(fā)現(xiàn)其與rs4680存在顯著相關(guān)性，可見rs4680并不能作為測量和預(yù)測創(chuàng)造力的穩(wěn)定基因位點(diǎn).COMT基因還與前額葉的執(zhí)行功能相關(guān)，包括注意力和工作記憶等認(rèn)知過程[15-16]，而這些認(rèn)知過程也存在于推理等其他高級(jí)思維之中，說明COMT基因rs4680對(duì)創(chuàng)造性進(jìn)行預(yù)測時(shí)會(huì)受到其他因素的影響.

1.2 DRD2、DRD4基因與創(chuàng)造性思維的關(guān)系

DRD2和DRD4都是編碼DRD2受體的基因.Mayseless等[17]通過唾液獲取被試的DRD4-7R基因，使用托倫斯創(chuàng)造性測驗(yàn)(Torrance test of creative thinking, TTCT)和多用途任務(wù)(alternate uses tasks, AUT)測量其創(chuàng)造性成績，探究DRD4-7R基因與TTCT和AUT成績的相關(guān)性，結(jié)果表明攜帶DRD4-7R基因被試的流暢性和變通性顯著低于不含該基因被試的成績.但Runco等的研究卻發(fā)現(xiàn)相反的結(jié)論，DRD4-7R基因攜帶者的創(chuàng)造性成績(發(fā)散性思維)要高于非攜帶者[7].

除了DRD4基因外，研究還發(fā)現(xiàn)DRD2與創(chuàng)造性分?jǐn)?shù)、頓悟問題的解決呈顯著正相關(guān)[6,9,18-19].然而，關(guān)于DRD2基因和創(chuàng)造性思維的關(guān)系并沒有得到一致的結(jié)果，Runco等[7]的研究發(fā)現(xiàn)DRD2與個(gè)體創(chuàng)造性沒有顯著相關(guān)性，Ukkola等[11]發(fā)現(xiàn)DRD2基因與音樂創(chuàng)造性未存在顯著相關(guān)性.盡管這些研究采用相同或相似的創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)條件，但結(jié)論卻不完全一致，有的甚至得到相反的結(jié)果，究其原因，除了被試樣本的異質(zhì)性，候選基因在創(chuàng)造性研究中的可靠性也值得思考.

1.3 精神疾病相關(guān)基因與創(chuàng)造性思維的關(guān)系

流行病學(xué)研究揭示創(chuàng)造性和精神分裂癥、雙相情感障礙等精神疾病之間存在聯(lián)系.梵高、納什以及海子等高創(chuàng)造性個(gè)體都患有嚴(yán)重的精神疾病，多巴胺功能異常被認(rèn)為是與精神疾病癥狀和精神分裂癥的遺傳傾向有關(guān).因此，有研究開始關(guān)注精神疾病相關(guān)基因位點(diǎn)的創(chuàng)造性遺傳基礎(chǔ)研究.Kéri采用歐洲正常被試樣本發(fā)現(xiàn)，NRG1(rs6994992)多態(tài)性的TT基因型不僅與精神分裂癥風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，也與創(chuàng)造性成就相關(guān)[20]，這項(xiàng)研究為健康人群中精神分裂癥風(fēng)險(xiǎn)和創(chuàng)造性之間的聯(lián)系提供了證據(jù).采用中國被試樣本的研究支持了該結(jié)論，發(fā)現(xiàn)了該位點(diǎn)與創(chuàng)造性成績之間存在相關(guān)性[13].

另外，5-羥色胺(5-HT)在精神疾病中發(fā)揮著重要作用[21]，分子遺傳學(xué)研究證據(jù)表明，5-HT的基因遺傳變異導(dǎo)致的精神疾病可能與創(chuàng)造性有關(guān)[22].在隸屬于5-HT基因系統(tǒng)的色氨酸羥化酶1中，發(fā)現(xiàn)色氨酸羥化酶(tryptophan hydroxylase 1, TPH1) 的基因A799C(rs1799913)與創(chuàng)造性分?jǐn)?shù)[6]、發(fā)散性思維流暢性以及作曲能力存在顯著相關(guān)[7,11].但在同樣對(duì)中國被試采用發(fā)散性思維任務(wù)的研究中，并沒有發(fā)現(xiàn)該基因位點(diǎn)與創(chuàng)造性之間存在顯著相關(guān)[23].同其他候選基因一樣，TPH1基因與創(chuàng)造性的研究并沒有得到統(tǒng)一的結(jié)論.

以上各候選基因與創(chuàng)造性思維關(guān)系的研究提示，單純從候選基因角度研究創(chuàng)造性有一定的局限性.創(chuàng)造性作為人類最高級(jí)的認(rèn)知能力，不是僅由單一基因或者少數(shù)幾個(gè)基因決定，這可能是采用單個(gè)候選基因的研究結(jié)果不一致的主要原因.近年來，研究者更多從多基因聯(lián)合的角度探索其與創(chuàng)造性的關(guān)系.

2 多基因交互作用研究

Zaberlina等探究了COMT(ValVal，ValMet，MetMet)和DAT(9/-, 10/10)多態(tài)性的交互作用對(duì)創(chuàng)造性的影響，采用TTCT和創(chuàng)造性成就測驗(yàn)作為創(chuàng)造性指標(biāo)，研究結(jié)果表明，在創(chuàng)造性分?jǐn)?shù)(TTCT)上，COMT和DAT基因多態(tài)性的主效應(yīng)不顯著，但兩者的交互作用顯著；同時(shí)攜帶有DAT(10/10)等位基因和COMT(Met/Met)等位基因的被試能獲得較高的創(chuàng)造性分?jǐn)?shù)[24].值得注意的是，TTCT和創(chuàng)造性成就測驗(yàn)結(jié)果分別與不同基因相關(guān)，或許表明這兩種方式測量創(chuàng)造性的不同方面，提示選擇更具代表性的創(chuàng)造性測驗(yàn)的重要性.

研究者在此基礎(chǔ)上采用多基因關(guān)聯(lián)分析方法，發(fā)現(xiàn)COMT與DA通路上的基因在發(fā)散思維上存在二元或三元的交互作用，TPH1候選基因與DAT1在創(chuàng)造性潛能上存在二元交互作用[25]，COMT與DRD2基因在發(fā)散思維流暢性上存在四元交互作用[9]，這意味著不能僅由單一基因或者多個(gè)基因來解釋個(gè)體在創(chuàng)造性成績上的差異，尋求多基因交互作用或許是更合適的研究思路.但是多基因交互作用研究也具有一定的局限性，候選基因并不一定能代表創(chuàng)造性中的全部遺傳特性，創(chuàng)造性還受到遺傳之外其他因素的影響，多基因交互已有多達(dá)四元交互效應(yīng)，加上其他可能因素則更為復(fù)雜.

3 基因與環(huán)境、性格等交互作用研究

作為個(gè)體穩(wěn)定的特質(zhì)，除受到遺傳因素影響外，創(chuàng)造力還受到來自家庭環(huán)境、社會(huì)環(huán)境、個(gè)人經(jīng)歷以及教育經(jīng)歷等因素的影響，遺傳與環(huán)境的交互作用對(duì)創(chuàng)造性有重要的影響.只有當(dāng)某種環(huán)境因素存在時(shí)，基因的影響才變得有意義[6].國內(nèi)張景煥團(tuán)隊(duì)同時(shí)考察了基因與家庭教養(yǎng)方式對(duì)創(chuàng)造性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，權(quán)威型教養(yǎng)方式下，攜帶DRD2等位基因的個(gè)體創(chuàng)造性更低[26].采用TPH1作為候選基因的研究發(fā)現(xiàn)，母親權(quán)威教養(yǎng)方式對(duì)創(chuàng)造性的負(fù)面影響僅在TPH1(rs1799913)基因型的個(gè)體中表現(xiàn)[27].該課題組在此基礎(chǔ)上采用累積基因評(píng)分方法(cumulative genetic score, CGS)，通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)DRD2、COMT等潛在易感性基因累積評(píng)分和父母教養(yǎng)方式共同揭示了創(chuàng)造性的大量差異，這些發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展了對(duì)基因和環(huán)境協(xié)同作用促進(jìn)創(chuàng)造力的機(jī)制的理解.除環(huán)境因素外，情緒智力、動(dòng)機(jī)等也會(huì)影響創(chuàng)造性和基因的關(guān)系.研究發(fā)現(xiàn)，DRD2基因、創(chuàng)造性、情緒智力和動(dòng)機(jī)之間具有全面的關(guān)聯(lián)性.路徑分析表明，DRD2基因多態(tài)性促進(jìn)了情緒智力，情緒智力促進(jìn)創(chuàng)造性成績，并進(jìn)一步提升個(gè)體的動(dòng)機(jī)，而動(dòng)機(jī)則直接促進(jìn)創(chuàng)造性成績.但是這種連續(xù)效應(yīng)只出現(xiàn)在女性被試中，具有性別特異性[28].

4 全基因組關(guān)聯(lián)分析研究

全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome-wide association studies, GWAS)將基因組中所有的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism, SNP)進(jìn)行分子遺傳標(biāo)記，在全基因水平上進(jìn)行相關(guān)性分析，從而篩選出與某特質(zhì)或者疾病相關(guān)的SNPs.為了測量創(chuàng)造性與精神分裂癥、抑郁癥、冒險(xiǎn)行為等疾病或者特征是否共享相同的遺傳基礎(chǔ)，Li等[29]采用經(jīng)典創(chuàng)造性測驗(yàn)在4 834個(gè)被試群體中進(jìn)行創(chuàng)造性評(píng)估，展開了全基因組關(guān)聯(lián)分析以及多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分分析，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)造性與精神分裂癥、抑郁癥、冒險(xiǎn)行為等共享遺傳基礎(chǔ).導(dǎo)致精神疾病和危險(xiǎn)行為的基因變異可能構(gòu)成創(chuàng)造力的部分遺傳基礎(chǔ)，證實(shí)了創(chuàng)造力和這些特征之間的流行病學(xué)聯(lián)系.此外，該研究還發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)造性相關(guān)的遺傳位點(diǎn)可能影響了殼核和伏隔閡體積，為開展創(chuàng)造性的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)研究提供了新的視角.另外，有研究從行為-基因-腦的角度開展了關(guān)于創(chuàng)造性的研究，Liu等[2]搜集了236名被試的大腦功能連接和全基因組(309996 SNPs)數(shù)據(jù)，并測量了所有被試的TTCT成績，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基因和大腦功能連接對(duì)創(chuàng)造性的預(yù)測效果(準(zhǔn)確率達(dá)到78.4%)要優(yōu)于使用單一模態(tài)數(shù)據(jù)的預(yù)測結(jié)果.該研究嘗試從行為-基因-大腦的多模態(tài)角度探索創(chuàng)造性的內(nèi)在機(jī)制，提示創(chuàng)造性作為人類最復(fù)雜的認(rèn)知機(jī)制，是多種因素共同作用的結(jié)果.該研究首次將基因和大腦功能連接一起預(yù)測創(chuàng)造性，為創(chuàng)造性研究提供了新的思路：基因、環(huán)境和大腦共同決定創(chuàng)造性特質(zhì).但該研究涉及的13個(gè)基因位點(diǎn)均未與以往研究重疊，且樣本量較小，后續(xù)還需進(jìn)一步驗(yàn)證.

全基因關(guān)聯(lián)分析技術(shù)在創(chuàng)造性研究中受到一些客觀因素的影響，如測量創(chuàng)造性的指標(biāo)需要專家的同感評(píng)估技術(shù)，工作量大且誘發(fā)的疲勞效應(yīng)、熟悉效應(yīng)等可影響創(chuàng)造性評(píng)價(jià)的客觀性；全基因關(guān)聯(lián)研究的高昂費(fèi)用以及多重比較帶來的假陽性結(jié)果等問題.

5 困惑與展望

從基因角度對(duì)創(chuàng)造力進(jìn)行預(yù)測是創(chuàng)造性研究領(lǐng)域的一個(gè)新的方向，但創(chuàng)造性的基因?qū)W研究仍受到以下因素限制.首先，作為人類最復(fù)雜的認(rèn)知成分，創(chuàng)造性本身定義不夠明確.由于定義的不準(zhǔn)確，勢必導(dǎo)致測量工具的不統(tǒng)一，綜上提到的基因?qū)W研究使用的創(chuàng)造性測驗(yàn)更是不盡相同，不同測驗(yàn)包含的認(rèn)知成分不同，以此為基礎(chǔ)的研究結(jié)果也很難完全相同.常見的創(chuàng)造性基因?qū)W研究多使用以吉爾福特的發(fā)散性思維理論為基礎(chǔ)衍生的創(chuàng)造性測量指標(biāo)，從流暢性、變通性和獨(dú)創(chuàng)性3個(gè)維度考察創(chuàng)造性的潛能，認(rèn)為創(chuàng)造性是不同于智力的一種特質(zhì).但也有研究采用不同理論模型進(jìn)行測驗(yàn)，很難得到一致的結(jié)果.創(chuàng)造性可以分為藝術(shù)創(chuàng)造性、科學(xué)創(chuàng)造性和一般創(chuàng)造性等.以上發(fā)散性思維等測驗(yàn)多屬于一般創(chuàng)造性，藝術(shù)創(chuàng)造性和科學(xué)創(chuàng)造性的基因研究相對(duì)較少[11].實(shí)際上，藝術(shù)創(chuàng)造性和科學(xué)創(chuàng)造性受遺傳基因的影響可能更大，一般創(chuàng)造性更多地受到環(huán)境和后天訓(xùn)練的影響.綜上，創(chuàng)造性概念的統(tǒng)一性和精細(xì)化不僅是創(chuàng)造性基因?qū)W研究關(guān)注的，而且是所有創(chuàng)造性研究應(yīng)考慮的，這點(diǎn)需要所有創(chuàng)造性研究者的共同努力.

其次，候選基因研究的局限性來自于創(chuàng)造性不是由單一基因或者少數(shù)幾個(gè)基因交互決定的.環(huán)境對(duì)人創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)有重要的意義和價(jià)值，單純從基因角度研究創(chuàng)造性是不充分的，基因與環(huán)境以及其他因素的共同作用可能決定了人類創(chuàng)造性的高低，甚至環(huán)境因素要高于先天因素.另外，基因多態(tài)性在不同人種間分布可能是不一致的，研究需要有跨文化數(shù)據(jù)的支持，搜集不同種族的基因?qū)W數(shù)據(jù)是創(chuàng)造性遺傳學(xué)研究需要的重要補(bǔ)充.還有研究提出，創(chuàng)造性基因差異受到性別和年齡的影響[19,29-30]，因此在構(gòu)建模型時(shí)，應(yīng)考慮這些變量的影響.創(chuàng)造性基因?qū)W研究的歷史較短，且因?yàn)閯?chuàng)造性的特殊性，其遺傳基礎(chǔ)研究受到重重困難和阻礙，后續(xù)還需尋求多研究中心合作和數(shù)據(jù)共享、開展全球范圍的合作、建立共同的創(chuàng)造性評(píng)價(jià)體系、開發(fā)基于大數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)創(chuàng)造性評(píng)價(jià)系統(tǒng)[31].

最后，創(chuàng)造性研究的目的在于培養(yǎng)高創(chuàng)造性的人才.高創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)需要厘清環(huán)境因素，尤其是培養(yǎng)或者訓(xùn)練對(duì)基因的調(diào)控，從而使相關(guān)基因高表達(dá)，進(jìn)而提升創(chuàng)造性.因此，后續(xù)的研究需要關(guān)注兒童的創(chuàng)造性訓(xùn)練對(duì)基因表達(dá)的影響，結(jié)合雙生子研究、天才兒童的研究以及精神病學(xué)等多種研究手段，共同為創(chuàng)造性思維的生物學(xué)基礎(chǔ)提供相關(guān)依據(jù).創(chuàng)造性需求不同是否意味著培養(yǎng)或者訓(xùn)練調(diào)控的基因也不同，后續(xù)需要進(jìn)一步研究.