Verschillen in genetica en intelligentie: vijf bijzondere bevindingen

R Plomin en J Deary

Intelligentie is een kernconstructie in differentiële psychologie en gedragsgenetica, en zou dat ook moeten zijn in de cognitieve neurowetenschappen. Het is een van de beste voorspellers van belangrijke levensresultaten zoals onderwijs, beroep, mentale en fysieke gezondheid en ziekte, en mortaliteit. Intelligentie is een van de meest erfelijke gedragskenmerken. Hier belichten we vijf genetische bevindingen die speciaal zijn voor intelligentieverschillen en die belangrijke implicaties hebben voor de genetische architectuur en voor genjachtexpedities. (i)

De erfelijkheid van intelligentie neemt toe van ongeveer 20% in de kindertijd tot misschien 80% in de latere volwassenheid. (ii) Intelligentie vangt genetische effecten op diverse cognitieve en leervaardigheden, die fenotypisch gemiddeld ongeveer 0,30 correleren, maar genetisch ongeveer 0,60 of hoger correleren. (iii)

Assortatieve paring is groter voor intelligentie (partnercorrelaties ~ 0,40) dan voor andere gedragskenmerken zoals persoonlijkheid en psychopathologie (~ 0,10) of fysieke kenmerken zoals lengte en gewicht (~ 0,20).

Assortatieve paring pompt elke generatie additieve genetische variantie in de populatie, wat bijdraagt aan de hoge smalle erfelijkheid (additieve genetische variantie) van intelligentie. (iv)

In tegenstelling tot psychiatrische stoornissen wordt intelligentie normaal gesproken verdeeld met een positief einde van uitzonderlijke prestaties die een model vormen voor 'positieve genetica'. (v) Intelligentie wordt geassocieerd met onderwijs en sociale klasse en verbreedt de causale perspectieven op hoe deze drie onderling gecorreleerde variabelen bijdragen aan sociale mobiliteit en verschillen in gezondheid, ziekte en mortaliteit.

Deze vijf bevindingen kwamen voornamelijk voort uit tweelingstudies. Ze worden bevestigd door de eerste nieuwe kwantitatieve genetische techniek in een eeuw - Genome-wide Complex Trait Analysis (GCTA) - die genetische invloed schat met behulp van genoombrede genotypen in grote monsters van niet-verwante individuen. Het vergelijken van GCTA-resultaten met de resultaten van tweelingstudies onthult belangrijke inzichten in de genetische architectuur van intelligentie die relevant zijn voor pogingen om de kloof tussen 'ontbrekende erfelijkheid' te verkleinen.

Bijna een eeuw geleden was intelligentie de eerste gedragseigenschap die werd bestudeerd met behulp van nieuw opkomende kwantitatieve genetische ontwerpen zoals tweeling- en adoptiestudies.1, 2, 3, 4 Dergelijke studies hebben consequent aangetoond dat de genetische invloed op individuele verschillen in intelligentie aanzienlijk is.5,6 Intelligentie is het doelwit geworden van moleculair genetische studies die proberen genen te identificeren die verantwoordelijk zijn voor de erfelijkheid ervan.

Hier onthouden we ons van een ander algemeen overzicht van de genetica van intelligentie. We beginnen met het noteren van drie regelmatigheden die bijna 'wetten' uit genetisch onderzoek zouden kunnen worden genoemd en die van toepassing zijn op veel eigenschappen in de levenswetenschappen. Het grootste deel van onze review belicht genetische bevindingen die specifiek zijn voor intelligentie in plaats van deze algemene wetten.

Drie 'wetten' van de genetica van complexe eigenschappen (inclusief intelligentie)

Alle eigenschappen vertonen een significante genetische invloed

De bevinding dat verschillen tussen individuen (eigenschappen, of ze nu kwantitatief als dimensie of kwalitatief als diagnose worden beoordeeld) significant erfelijk zijn, is zo alomtegenwoordig voor gedragskenmerken dat het is vastgelegd als de eerste wet van gedragsgenetica.7 Hoewel de alomtegenwoordigheid van deze bevinding het een alledaagse observatie maakt, moet het niet als vanzelfsprekend worden beschouwd, vooral in de gedragswetenschappen, omdat dit tot een paar decennia geleden in de psychiatrie het slagveld was voor nature-nurture-oorlogen,8 nog minder decennia geleden in de psychologie,9 en vandaag de dag op sommige gebieden, zoals onderwijs, door te gaan.10,11 Men zou kunnen stellen dat het niet langer verrassend is om genetische invloed op een gedragskenmerk aan te tonen, en dat het interessanter zou zijn om een eigenschap te vinden die geen genetische invloed vertoont.

Geen enkele eigenschap is 100% erfelijk

Voor sommige gebieden van gedragsonderzoek - vooral in de psychiatrie - is de slinger zo ver doorgeslagen van een focus op opvoeding naar een focus op de natuur dat het belangrijk is om een tweede wet van genetica te benadrukken voor complexe eigenschappen en veel voorkomende aandoeningen: alle eigenschappen vertonen een aanzienlijke omgevingsinvloed, in die zin dat erfelijkheid niet 100% is voor elke eigenschap. Acceptatie van het belang van zowel genetische als omgevingsinvloeden leidt tot interesse in het samenspel tussen genen en omgeving, zoals hun interactie (moderatie) en correlatie (bemiddeling) bij de ontwikkeling van complexe eigenschappen, Plomin et al. 6 pp 105-127.

Erfelijkheid wordt veroorzaakt door vele genen met een klein effect

De eerste twee wetten komen uit kwantitatief genetisch onderzoek, dat bijvoorbeeld de tweelingmethode gebruikt om de netto bijdrage van genetica aan individuele verschillen te beoordelen zonder kennis van de genetische architectuur van een eigenschap, zoals het aantal betrokken genen of hun effectgroottes. Een derde wet is voortgekomen uit moleculair genetisch onderzoek dat probeert specifieke genen te identificeren die verantwoordelijk zijn voor wijdverspreide erfelijkheid, met name genoombrede associatie (GWA) studies van de afgelopen jaren: de erfelijkheid van eigenschappen wordt veroorzaakt door vele genen met een klein effect.12 Dit was het uitgangspunt van de kwantitatieve genetische theorie die bijna een eeuw geleden werd uiteengezet,13 maar kwantitatieve genetische methoden zelf konden niet veel licht werpen op de verdeling van de effectgroottes van genen in de populatie.

Decennialang kon het falen van koppelingsanalyses om repliceerbare koppelingen met chromosomale regio's te identificeren, worden geïnterpreteerd als ondersteuning voor deze hypothese, omdat koppeling weinig kracht heeft om kleine effectgroottes te detecteren. GWA-studies hebben echter duidelijk gemaakt dat de grootste effectgroottes van associaties inderdaad erg klein zijn. We zijn ons bijvoorbeeld bewust van bijna geen gerepliceerde genetische associaties die verantwoordelijk zijn voor meer dan 1 procent van de populatievariatie van kwantitatieve eigenschappen zoals lengte en gewicht. Omdat GWA-studies voldoende kracht hebben om dergelijke effectgroottes te detecteren, kunnen we concluderen dat er geen grotere effectgroottes zijn, althans voor de veel voorkomende single-nucleotide-varianten die tot nu toe in dergelijke studies zijn gebruikt. Als de grootste effectgroottes zo klein zijn, moeten de kleinste effectgroottes oneindig klein zijn, wat betekent dat dergelijke associaties moeilijk te detecteren en nog moeilijker te repliceren zijn.

De grootste GWA-studie naar intelligentieverschillen, waaronder bijna 18 000 kinderen, vond bijvoorbeeld geen genoombrede significante associaties. De grootste effectgroottes waren goed voor 0,2% van de variantie van intelligentiescores.14 Een andere recente GWA-studie van een steekproef van 1500 kinderen meldde een associatie die verantwoordelijk was voor 0,5% van de variantie van intelligentiescores,15 maar deze associatie toonde geen effect in de studie van 18 000 kinderen (P = 0,73; Benyamin B, persoonlijke communicatie). Een GWA van opleidingsniveau - die matig correleert met intelligentie - omvatte meer dan 125 000 personen; de DNA-variant met de grootste effectgrootte was goed voor 1% van de variantie in jaren van onderwijs, maar de verklaarde variantie was slechts 0,02% in een replicatiemonster.16 'Ontbrekende erfelijkheid' is de slogan om de grote kloof te beschrijven tussen erfelijkheid en de variantie die wordt verklaard door associaties met specifieke DNA-varianten.

In plaats van het beoordelen van bewijs voor deze algemene wetten met betrekking tot intelligentie, richt onze beoordeling zich op vijf bevindingen uit genetisch onderzoek die specifiek zijn voor intelligentie. Vanwege de controverse en verwarring die intelligentie blijft omringen, vooral in de media en de algemene wetenschapsliteratuur,11 we beginnen met een korte bespreking van de definitie, meting en het belang van intelligentie.

Wat is intelligentie en waarom is het belangrijk?

Hoewel er veel soorten cognitieve vaardigheidstests van individuele verschillen zijn, correleren ze bijna allemaal substantieel en positief; mensen met een hoger vermogen op één cognitieve taak hebben de neiging om een hoger vermogen te hebben op alle andere. Intelligentie (meer precies, algemeen cognitief vermogen of g, zoals ontdekt en gedefinieerd door Spearman in 190417) indexeert deze covariantie, die goed is voor ongeveer 40 procent van de totale variantie wanneer een reeks verschillende cognitieve tests wordt toegediend aan een steekproef met een goed bereik van cognitieve vaardigheden.18,19 Zolang een reeks cognitieve tests divers en betrouwbaar is, zal een algemene 'factor' (vaak vertegenwoordigd door de eerste niet-geroteerde hoofdcomponent, die strikt genomen geen factor is, maar dat is de terminologie die vaak wordt gebruikt) indexerende intelligentieverschillen naar voren komen en sterk correleren met dergelijke factoren die zijn afgeleid van andere batterijen met behulp van geheel andere cognitieve tests.20

De algemene intelligentiecomponent (factor) is een universeel gevonden statistische regelmaat, wat betekent dat sommigen hebben geprobeerd een epitheton te geven voor wat het zou kunnen vangen. Volgens de ene visie is de kern van deze algemene intelligentiefactor 'het vermogen om te redeneren, plannen, problemen op te lossen, abstract te denken, complexe ideeën te begrijpen, snel te leren en te leren van ervaring' (Gottfredson et al. 21 blz.13; zie ook Deary22).

Intelligentie bevindt zich op het hoogtepunt van het hiërarchische model van cognitieve vaardigheden dat een middenniveau van groepsfactoren omvat, zoals de cognitieve domeinen van verbale en ruimtelijke vaardigheden en geheugen, en een derde niveau van specifieke tests en hun bijbehorende smalle cognitieve vaardigheden.18,23

Intelligentie is wetenschappelijk en sociaal belangrijk. 

Omdat intelligentie individuele verschillen vertegenwoordigt in hersenprocessen die samenwerken om problemen op te lossen, staat het centraal in systeembenaderingen van hersenstructuur en -functie,24, 25, 26 jaar en tot de conceptualisering van hoe diverse cognitieve vaardigheden afnemen met de leeftijd.27 Het is ook een van de meest stabiele gedragskenmerken, met een correlatie van 0,63 in een studie van mensen die op 11-jarige leeftijd en vervolgens opnieuw op 79-jarige leeftijd zijn getest.28

Sociaal gezien is intelligentie een van de beste voorspellers van belangrijke uitkomsten zoals opleiding en beroepsstatus.29 Mensen met een hogere intelligentie hebben de neiging om een betere mentale en fysieke gezondheid en minder ziekten te hebben gedurende de hele levensloop en een langer leven.22,30

De rest van deze review beschrijft vijf genetische bevindingen die specifiek zijn voor intelligentieverschillen: dramatische toenames in erfelijkheid tijdens de levensloop, hoge genetische correlaties tussen diverse cognitieve vaardigheden, hoge assortatieve paring, de positieve genetica van hoge intelligentie en de impact van intelligentie op 'sociale epidemiologie'. De meeste van deze bevindingen zijn niet nieuw,31 maar het benadrukken van deze bevindingen als speciaal voor intelligentie is nieuw.

Bovendien is de steun voor deze bevindingen de afgelopen jaren toegenomen door traditioneel kwantitatief genetisch onderzoek met behulp van het tweelingontwerp dat identieke en twee-eiige tweelingen vergelijkt, en, belangrijker nog, door een nieuwe kwantitatieve genetische methode die dna alleen gebruikt om de algehele genetische invloed in grote steekproeven van niet-verwante individuen te schatten. Deze methode, die we genoombrede complex trait analysis (GCTA) zullen noemen,32, 33, 34, 35 is de eerste nieuwe menselijke kwantitatieve genetische methode in een eeuw en wordt beschreven in tekstvak 1.

De eerste nieuwe kwantitatieve genetische methode in een eeuw: Genome-wide Complex Trait Analysis (GCTA)

Een nieuwe methode voor het schatten van genetische invloed met behulp van DNA is een welkome aanvulling op het armamentarium van kwantitatieve genetica. Het belang van de methode is dat het het netto-effect van genetische invloed kan schatten met behulp van DNA van niet-verwante individuen in plaats van te vertrouwen op familiale gelijkenis in groepen van speciale familieleden zoals monozygote en dizygote tweelingen die verschillen in genetische verwantschap. De methode wordt vaak GCTA genoemd, hoewel de ontwikkelaars ernaar verwijzen als Genomic-Relatedness-Matrix Restricted Maximum Likelihood.32, 33, 34, 35 Andere methoden36 en modificaties37,38 zijn ook in opkomst.39,40

Net als andere kwantitatieve genetische ontwerpen zoals het tweelingontwerp, gebruikt GCTA genetische gelijkenis om fenotypische gelijkenis te voorspellen. In plaats van genetische gelijkenis te gebruiken van groepen die duidelijk verschillen in genetische gelijkenis, zoals monozygote en dizygote tweelingen, gebruikt GCTA genetische gelijkenis voor elk paar niet-verwante individuen op basis van de algehele gelijkenis van dat paar in honderdduizenden single nucleotide polymorfismen (SNP's) voor duizenden individuen; de genetische gelijkenis van elk paar wordt vervolgens gebruikt om hun fenotypische gelijkenis te voorspellen.

Zelfs op afstand verwante paren van individuen (genetische gelijkenis groter dan 0,025, wat vijfdegraads verwanten vertegenwoordigt) worden uitgesloten, zodat toevallige genetische gelijkenis wordt gebruikt als een willekeurig effect in een lineair gemengd model. De kracht van de methode komt van het vergelijken van niet alleen twee groepen zoals monozygote en dizygote tweelingen, maar van de miljoenen paar-voor-paar vergelijkingen in steekproeven van duizenden individuen. In tegenstelling tot het tweelingontwerp, dat slechts een paar honderd tweelingen nodig heeft om matige erfelijkheid te schatten, vereist GCTA monsters van duizenden individuen omdat de methode probeert een klein signaal van genetische gelijkenis te extraheren uit de ruis van honderdduizenden SNP's. Er is een handige vermogenscalculator beschikbaar, die de grote monsters onderstreept die nodig zijn voor GCTA (http://spark.rstudio.com/ctgg/gctaPower/).

GCTA detecteert alleen die genetische effecten die zijn gelabeld door de gemeenschappelijke SNP's (allelfrequenties meestal veel groter dan 1%) die tot voor kort zijn opgenomen in commercieel beschikbare DNA-arrays die worden gebruikt in GWA-studies. Deze beperking verandert naarmate in 2013 exome arrays beschikbaar kwamen die zeldzame SNP's in of nabij exomen (http://res.illumina.com/.../datasheet_human_core_exome...) omvatten; de beperking zal worden opgeheven naarmate de sequencing van het hele genoom op grotere schaal wordt gebruikt. Bovendien is GCTA beperkt tot het detecteren van de additieve effecten van SNP's; het kan geen gen-gen- of gen-omgevingsinteractie detecteren. GCTA-erfelijkheid vertegenwoordigt dus de bovengrens voor detectie van SNP-associaties in GWA-studies, die, net als GCTA, beperkt zijn tot het detecteren van additieve effecten van veel voorkomende SNP's.

Omgekeerd vertegenwoordigt GCTA-erfelijkheid de ondergrens voor erfelijkheid geschat in tweelingstudies omdat tweelingstudies genetische invloed kunnen detecteren als gevolg van DNA-varianten van welke aard dan ook. Op deze manier onthult de vergelijking tussen GCTA en dubbele studieschattingen van erfelijkheid fundamentele informatie over de genetische architectuur van complexe eigenschappen, waaronder intelligentie.

Net als andere complexe eigenschappen zijn GCTA-erfelijkheidsschattingen voor intelligentie ongeveer de helft van de erfelijkheidsschattingen uit tweelingstudies.6,41

Deze bevinding suggereert dat ondanks de bescheiden opbrengst tot nu toe van GWA-studies van intelligentie,14 met voldoende grote monsters zou het in theorie mogelijk moeten zijn om maar liefst de helft van de erfelijkheid te detecteren met de additieve effecten die door de gebruikelijke SNP's op momenteel beschikbare DNA-arrays zijn gelabeld. De ontbrekende erfelijkheidskloof tussen GCTA en tweelingstudies zal waarschijnlijk gedeeltelijk worden opgevuld door minder vaak voorkomende DNA-varianten die zullen worden gedetecteerd als de sequencing van het hele genoom online komt.42

De waarde van GCTA is sterk verhoogd door het uit te breiden van de univariate analyse van de variantie van een enkele eigenschap naar de bivariate analyse van de covariantie tussen twee eigenschappen of de 'dezelfde' eigenschap op twee leeftijden;43,44 een recente benadering is multivariate in plaats van alleen bivariate.45 Bivariate GCTA werd voor het eerst toegepast op intelligentie, wat een hoge genetische correlatie opleverde tussen intelligentiescores in de kindertijd en op oudere leeftijd,46 zoals beschreven in de tekst samen met andere voorbeelden van bivariate GCTA.

Erfelijkheid neemt dramatisch toe vanaf de kindertijd tot de volwassenheid, ondanks genetische stabiliteit

Het zou redelijk zijn om aan te nemen dat als we door het leven gaan, ervaringen - Shakespeare's 'zwepen en minachtingen van de tijd' - een cumulatief effect hebben op intelligentie, misschien overweldigende vroege genetische aanleg. Voor intelligentie neemt de erfelijkheid echter lineair toe, van (ongeveer) 20% in de kindertijd tot 40% in de adolescentie en tot 60% op volwassen leeftijd. Er zijn aanwijzingen dat de erfelijkheid kan toenemen tot wel 80% in de latere volwassenheid47 maar dan dalen tot ongeveer 60% na de leeftijd van 80.48

Het meeste genetisch onderzoek is consistent geweest met deze dramatische toename van erfelijkheid voor intelligentie in de vroege menselijke levensloop. Figuur 1 toont de resultaten van de eerste studie om significante toenames in erfelijkheid aan te tonen in cross-sectionele analyses van 11 000 tweelingparen van de kindertijd (~ 40%) tot de adolescentie (~ 50%) tot jongvolwassenheid (~ 60%).49 De niet-overlappende standaardfouten over de drie leeftijden geven aan dat de toename van de erfelijkheid significant is. Hoewel deze bevindingen zijn bekritiseerd omdat ze gebaseerd zijn op cross-sectionele vergelijkingen (Mackintosh50 p. 278), vergelijkbare resultaten die een toename van de erfelijkheid laten zien, zijn gevonden in longitudinale adoptiestudies51,52 evenals in longitudinale tweelingstudies van de vroege tot middelbare kindertijd53,54 en van middelbare kindertijd tot adolescentie.55 Hoewel GCTA kan worden gebruikt om deze bevinding van toenemende erfelijkheid tijdens de ontwikkeling te testen, hadden de eerste twee pogingen om dit te doen met behulp van longitudinale gegevens niet voldoende kracht om de veronderstelde leeftijdsverschillen in GCTA-erfelijkheid te detecteren.

Eén studie rapporteerde een toename van de GCTA-erfelijkheid van intelligentie van 0,26 (0,17 standaardfout) op 7-jarige leeftijd tot 0,45 (0,14) op 12-jarige leeftijd.56 Een andere studie meldde een afname van de erfelijkheid van GCTA van 0,48 (0,18) op 11-jarige leeftijd tot 0,28 (0,18) op oudere leeftijd.46 Gezien de verschillen in de leeftijden die in deze laatste twee studies zijn getest, zijn ze niet direct vergelijkbaar. Zoals blijkt uit de grote standaardfouten, zijn grotere longitudinale studies nodig.

An external file that holds a picture, illustration, etc.

Object name is mp2014105f1.jpg

Figuur 1

Waarom neemt de erfelijkheid van intelligentie zo dramatisch toe van kindertijd tot volwassenheid, zoals te zien is in tweelingstudies?

Een duidelijke maar schijnbaar tegenstrijdige bevinding beperkt mogelijke antwoorden op deze vraag. Ondanks deze grote toename van erfelijkheid beïnvloeden dezelfde genen de intelligentie van leeftijd tot leeftijd. Een recente tweelingstudie rapporteerde bijvoorbeeld een genetische correlatie van 0,75 (standaardfout = 0,08) van 7 tot 12 jaar, ondanks toenemende erfelijkheid van 0,36 (0,03) tot 0,49 (0,04) en ondanks gemiddelde veranderingen in hersenstructuur en -functie van kindertijd tot adolescentie.55 GCTA-analyses in dezelfde studie, maar met behulp van niet-verwante individuen, leverden een zeer vergelijkbare genetische correlatie op van 0,73 (0,29) van 7 tot 12 jaar. Het meest opvallende was dat een 60-jarige longitudinale studie van intelligentie, die de eerste toepassing van bivariate GCTA was, een genetische correlatie van 0,62 (0,22) opleverde van 11 tot 69 jaar.46

De vraag wordt dus, waarom neemt de erfelijkheid van intelligentie toe tijdens de ontwikkeling, ondanks een sterke genetische stabiliteit van leeftijd tot leeftijd? Dat wil zeggen, dezelfde genen beïnvloeden grotendeels de intelligentie gedurende de levensloop en toch zorgen genen voor meer variantie naarmate de tijd verstrijkt.

Het vergroten van de erfelijkheid ondanks genetische stabiliteit impliceert een bijdrage van wat genetische amplificatie wordt genoemd.57 Dit is onlangs ondersteund in een meta-analyse van 11500 tweeling- en broertjesparen met longitudinale gegevens over intelligentie waaruit bleek dat een genetisch amplificatiemodel beter bij de gegevens past dan een model waarin nieuwe genetische invloeden met de tijd ontstaan.58 Genotype-omgevingscorrelatie lijkt de meest waarschijnlijke verklaring waarin kleine genetische verschillen worden vergroot als kinderen omgevingen selecteren, wijzigen en creëren die gecorreleerd zijn met hun genetische neigingen. Dit actieve model van geselecteerde omgevingen - in tegenstelling tot het traditionele model van opgelegde omgevingen - biedt een algemeen paradigma voor het denken over hoe genotypen fenotypen worden.59

Intelligentie indexeert algemene genetische effecten over verschillende cognitieve en leervaardigheden

Een ander bijzonder genetisch kenmerk van intelligentie is dat de verschillen worden veroorzaakt door genen die van invloed zijn op cognitieve vaardigheden die zo divers zijn als bijvoorbeeld ruimtelijk vermogen, woordenschat, verwerkingssnelheid, uitvoerende functie en geheugen. Het grootste deel van de genetische actie ligt bij deze algemene (zeer pleiotrope) effecten, gevangen door intelligentie, in plaats van effecten die specifiek zijn voor elk vermogen, wat leidt tot een generalistische genenhypothese.60

Dit is een verrassende bevinding omdat zeer verschillende neurocognitieve processen betrokken lijken te zijn bij dergelijke cognitieve vaardigheden.25 Hoewel deze genetische correlaties intelligentie op het hoogtepunt plaatsen van het eerder genoemde hiërarchische model van cognitieve vaardigheden, is er ook genetische specificiteit die de genetische architectuur bouwt voor de rest van de hiërarchische structuur van groepsfactoren en specifieke tests.

In een meta-analyse van 322 studies is de gemiddelde correlatie tussen individuele diverse cognitieve tests ongeveer 0,3.18 Genetische correlaties tussen cognitieve tests zijn meestal groter dan 0,6, wat aangeeft dat dezelfde genen verantwoordelijk zijn voor de erfelijkheid van deze tests.60,61 Genetische correlaties schatten de mate waarin genetische effecten op één eigenschap gecorreleerd zijn met genetische effecten op een andere eigenschap, onafhankelijk van de erfelijkheid van de twee eigenschappen. Ze kunnen ruwweg worden beschouwd als de waarschijnlijkheid dat genen geassocieerd met de ene eigenschap ook geassocieerd zijn met de andere eigenschap. Genetische correlaties zijn afgeleid van de genetische analyse van covariantie tussen eigenschappen met behulp van dezelfde kwantitatieve genetische methoden die worden gebruikt om variantie te analyseren.6

Deze algemene genetische effecten doordringen niet alleen cognitieve vaardigheden zoals ruimtelijk en vocabulaire die worden gebruikt als onderdeel van de beoordeling van intelligentie, maar strekken zich ook uit tot onderwijsgerelateerde leervaardigheden zoals lezen en rekenen. Figuur 2 toont de resultaten van een multivariate genetische analyse van 14 tests die vier verschillende testbatterijen omvatten - intelligentie, lezen, wiskunde en taal - voor meer dan 5000 paren 12-jarige tweelingen.62 De genetische correlaties (en 95% betrouwbaarheidsintervallen) tussen intelligentie en leervermogen zijn uniform hoog: 0,88 (0,84-0,92) met lezen, 0,86 (0,81-0,90) met wiskunde en 0,91 met taal (0,87-0,94). Door deze genetische correlaties te wegen op basis van de erfelijkheid van de latente factoren, kan worden aangetoond dat ongeveer tweederde van de fenotypische correlaties tussen de factoren genetisch kan worden verklaard. Een voordeel van het gebruik van dergelijke latente factoren is dat ze ongecorreleerde meetfouten uitsluiten. Als gevolg hiervan zijn deze genetische correlaties hoger dan die gevonden wanneer ongecorrigeerde samengestelde scores in plaats van latente factoren worden geanalyseerd: 0,66 (0,05 standaardfout) voor lezen, 0,73 (0,03) voor wiskunde en 0,80 (0,06) voor taal.63

An external file that holds a picture, illustration, etc.

Object name is mp2014105f2.jpg

Figuur 2

Multivariate (common pathway) genetische analyse waarbij elke latente variabele wordt geïndexeerd door drie of vier tests en de tweelingmethode wordt gebruikt om additieve genetische (A), gedeelde (gemeenschappelijke) omgeving (C) en niet-gedeelde omgeving (E) bijdragen aan de variantie en covariantie tussen de latente variabelen te schatten. Vierkanten vertegenwoordigen gemeten eigenschappen; cirkels vertegenwoordigen latente factoren. De onderste laag pijlen vertegenwoordigt factorbelastingen; de tweede laag vertegenwoordigt genetische en omgevingspadcoëfficiënten. De gebogen pijlen bovenaan vertegenwoordigen correlaties tussen genetische en omgevingslatente factoren, hoewel hier alleen de genetische correlaties worden weergegeven. (Van Davis et al.62).

De eerste pogingen om bivariate GCTA te gebruiken (zie kader 1) om deze dubbele bevindingen te verifiëren, ondersteunen de hypothese van algemene genetische effecten op brede cognitieve en leervermogengerelateerde verschillen. De GCTA-schattingen van genetische correlatie (en standaardfout) tussen intelligentie en leervermogen lijken sterk op de schattingen van de tweelingstudie die zojuist zijn genoemd voor samengestelde scores die niet zijn gecorrigeerd voor fouten: 0,89 (0,26) voor lezen, 0,74 (0,15) voor wiskunde en 0,81 (0,15) voor taal, geschat op niet-verwante personen uit dezelfde steekproef.63 Binnen intelligentie leverden de belangrijkste groepsfactoren van verbaal en non-verbaal vermogen een genetische correlatie op van 1,0 (0,32) in een bivariate GCTA in dezelfde steekproef.64 De hoge GCTA genetische correlatie tussen verbaal en non-verbaal op basis van niet-gerelateerde individuen ondersteunde de schatting van de tweelingstudie van 0,60 (0,09) in dezelfde studie.

Een belangrijk kenmerk van bivariate GCTA is dat het genetische correlaties oplevert die vergelijkbaar zijn met genetische correlaties geschat met de tweelingmethode, hoewel de erfelijkheid aanzienlijk lager is voor GCTA dan voor tweelingschattingen. In de zojuist genoemde studie waren de GCTA-erfelijkheidsfelijkheid consistent lager dan die van de tweeling: 0,35 vs 0,47 voor intelligentie, 0,16 vs 0,59 voor lezen, 0,32 vs 0,48 voor wiskunde en 0,35 vs 0,41 voor taal. Zoals vermeld in tekstvak 1, zijn de erfelijkheidsschattingen van GCTA beperkt tot de additieve effecten die zijn gelabeld door de gemeenschappelijke single nucleotide polymorfismen (SNP's) die worden gebruikt op DNA-arrays (d.w.z. de directe effecten van de SNP's op de array en de varianten waarmee ze zich in verband onevenwicht bevinden); GCTA-erfelijkheid wordt verlaagd door imperfecte tagging van causale SNP's. Als gevolg hiervan zijn GCTA-erfelijkheidsschattingen meestal ongeveer de helft van de erfelijkheidsschattingen uit tweelingstudies. Deze 'ontbrekende GCTA-erfelijkheid' is deels te wijten aan niet-additieve effecten en de effecten van zeldzamere DNA-varianten.

Waarom zijn GCTA-schattingen van genetische correlatie dan zo vergelijkbaar met schattingen van tweelingstudies? De waarschijnlijke reden is dat de GCTA-schatting van de genetische correlatie is afgeleid van de verhouding tussen genetische covariantie en de genetische varianties van de twee eigenschappen. Omdat GCTA's onderschatting van genetische invloed van toepassing is op genetische covariantie en op genetische variantie, heft de verhouding tussen genetische covariantie en genetische variantie deze bias op, waardoor een onbevooroordeelde GCTA-schatting van genetische correlatie overblijft.63

Deze bevinding van sterke genoombrede pleiotropie over verschillende cognitieve en leervaardigheden, geïndexeerd door algemene intelligentie, is een belangrijke bevinding over de oorsprong van individuele verschillen in intelligentie. 

Niettemin lijkt deze bevinding weinig impact te hebben gehad op aanverwante gebieden zoals cognitieve neurowetenschappen of experimentele cognitieve psychologie. We suggereren dat een deel van de reden voor deze verwaarlozing is dat deze velden over het algemeen individuele verschillen negeren.65,66 Een andere reden zou kunnen zijn dat het bewijs voor deze bevinding grotendeels berustte op het dubbele ontwerp, waarvoor er altijd zorgen zijn geweest over sommige van zijn aannames;6 we oordelen dat dit zal veranderen nu GCTA de dubbele resultaten begint te bevestigen.

Deze bevinding van sterke genoombrede pleiotropie over diverse cognitieve en leervaardigheden is compatibel met meerdere neurocognitieve modellen van causale paden. Het modulariteitsmodel van cognitieve neurowetenschappen zou kunnen suggereren dat genetische correlaties tussen cognitieve vaardigheden epifenomenaal zijn in de zin dat meerdere genetisch onafhankelijke hersenmechanismen elk vermogen kunnen beïnvloeden, waardoor genetische correlaties tussen vaardigheden ontstaan. De genetische principes van pleiotropie (elk gen beïnvloedt vele eigenschappen) en polygeniciteit (veel genen beïnvloeden elke eigenschap) leiden ons er echter toe om te voorspellen dat generalistische genen hun effecten verder stroomopwaarts hebben, waardoor genetische correlaties tussen hersenstructuren en -functies ontstaan, een voorspelling die een netwerkbeeld van hersenstructuur en -functie ondersteunt.25,67

Samenvattend suggereert multivariate genetisch onderzoek - zowel uit tweelingstudies als GCTA - dat het grootste deel van de genetische actie algemeen is over verschillende cognitieve vaardigheden in plaats van specifiek voor elk vermogen. Intelligentie is een goed doelwit voor genjacht omdat het deze generalistische genen indexeert.

Assortatieve paring (correlatie tussen echtgenoten) is groter voor intelligentie dan voor andere eigenschappen

Hoewel de fenotypische correlatie tussen echtgenoten, assortatieve paring, een esoterisch onderwerp lijkt, heeft het belangrijke implicaties voor de genetische architectuur van intelligentie. Assortatieve paring is veel groter voor intelligentie dan voor de meeste andere eigenschappen. Assortatieve paring is bijvoorbeeld ongeveer 0,20 voor hoogte68 en voor gewicht,69 en ongeveer 0,10 voor persoonlijkheid.70 Voor intelligentie is de assortatieve paring ongeveer 0,40.19,71 Bovendien vertoont verbale intelligentie een grotere assortatieve paring (~ 0,50) dan non-verbale intelligentie (~ 0,30), misschien omdat het gemakkelijker is om iemands verbale vermogen zoals woordenschat te meten dan hun non-verbale intelligentie zoals ruimtelijk vermogen.

Assortatieve paring voor intelligentie wordt veroorzaakt door de eerste selectie van een partner (assortiment) in plaats van door paren die meer op elkaar gaan lijken nadat ze samenwonen (convergentie).72,73 Voor een deel selecteren echtgenoten elkaar op intelligentie op basis van opleiding - echtgenoten correleren ongeveer 0,60 voor jaren onderwijs19—die ongeveer 0,45 correleert met intelligentie.50 Assortatieve paring kan groter zijn dan voor intelligentie voor een paar andere eigenschappen zoals sociale attitudes, roken en drinken, hoewel deze eigenschappen kunnen worden beïnvloed door convergentie. Er moet ook worden opgemerkt dat niet alle genetische variantie voor intelligentie additief is. Dominantie, waarbij interactie tussen allelen op een locus betrokken is, wordt bijvoorbeeld aangegeven door onderzoek dat inteeltdepressie voor intelligentie aantoont.74 Wanneer assortatieve paring in aanmerking wordt genomen in de analyse van variantiecomponenten, komt enig bewijs voor niet-additief genetische variantie naar voren.73,75

Het belang van hoge assortatieve paring voor intelligentie is dat assortatieve paring voor polygene eigenschappen de additieve genetische variantie verhoogt. Additieve genetische variantie verwijst naar de onafhankelijke effecten van allelen of loci die 'optellen', in tegenstelling tot niet-additieve effecten van dominantie binnen een locus, en epistase over loci waarin de effecten van allelen of loci interageren. Assortatieve paring van ouders verhoogt de additieve genetische variantie in hun nakomelingen omdat nakomelingen een willekeurige steekproef van de helft van de genen van elke ouder ontvangen en op hun ouders lijken in die mate dat elk allel dat met hun ouders wordt gedeeld een gemiddeld additief effect heeft. Omdat nakomelingen slechts één van de paren allelen van elk van de ouders erven, verschillen nakomelingen van hun ouders voor niet-additieve interacties.

Als echtgenoten bijvoorbeeld willekeurig zouden paren in relatie tot intelligentie, zouden hoogintelligente vrouwen net zo waarschijnlijk paren met mannen met een lage als een hoge intelligentie. Nakomelingen van de paringen van vrouwen met een hoge intelligentie en mannen met een lage intelligentie zouden over het algemeen van gemiddelde intelligentie zijn.

Omdat er echter een sterke positieve assortatieve paring is, hebben kinderen met zeer intelligente moeders waarschijnlijk ook zeer intelligente vaders en zijn de nakomelingen zelf waarschijnlijk intelligenter dan gemiddeld. Hetzelfde gebeurt voor minder intelligente ouders. Op deze manier verhoogt assortatieve paring de additieve genetische variantie in die zin dat de nakomelingen meer van het gemiddelde verschillen dan wanneer de paring willekeurig zou zijn. De toename van additieve genetische variantie kan aanzienlijk zijn omdat de effecten ervan zich generatie na generatie ophopen totdat een evenwicht is bereikt. Als bijvoorbeeld de erfelijkheid van intelligentie met willekeurige paring 0,40 zou zijn, zou de additieve genetische variantie van intelligentie met een kwart toenemen bij evenwicht gegeven assortatieve paring van 0,40, Falconer en MacKay76 vergelijking 5, tabel 10.6, blz. 176.

De extra additieve genetische variantie voor intelligentie geïnduceerd door assortatieve paring is belangrijk om drie genetische redenen.

Ten eerste delen ouders alleen additieve genetische variantie met hun nakomelingen, zodat genetische voorspellingen van ouder tot nakomelingen groter zouden moeten zijn voor intelligentie wanneer polygene scores, samengestelde scores op basis van associaties van veel loci met intelligentie, beschikbaar zijn.

Ten tweede, omdat GCTA tot nu toe beperkt is gebleven tot het detecteren van additieve genetische variantie, zou de erfelijkheid van GCTA groter moeten zijn voor intelligentie dan voor eigenschappen die minder assortatieve paring vertonen, zoals persoonlijkheid. Enig bewijs ondersteunt deze voorspelling in die zin dat GCTA-erfelijkheidsschattingen voor persoonlijkheid veel lager lijken te zijn dan voor intelligentie, zelfs rekening houdend met de lagere twin-study erfelijkheidsschattingen voor persoonlijkheid dan voor intelligentie.77, 78, 79 jaar Bovendien zijn GCTA-erfelijkheidsschattingen groter, hoewel niet significant, voor verbale dan non-verbale intelligentie,41,80 wat consistent is met de grotere assortatieve paring voor verbale dan non-verbale intelligentie. Ten derde, omdat zowel GWA als GCTA beperkt zijn tot het detecteren van additieve genetische variantie, maakt de GCTA-schatting van substantiële additieve genetische invloed op intelligentie intelligentie een goed doelwit voor GWA-studies.

Twee extra punten over assortatieve paring voor inlichtingen verdienen vermelding. Ten eerste, in tegenstelling tot inteelt, die heterozygositeit in het genoom vermindert, is assortatieve paring eigenschapsspecifiek - het verhoogt additieve genetische variantie (veranderende genotypische frequenties maar geen allelische frequenties) alleen voor genen die geassocieerd zijn met de eigenschap waarvoor partners assorteren en de genetisch gecorreleerde eigenschappen.

Ten tweede induceert assortatieve paring een genetische correlatie tussen partners voor een bepaalde eigenschap in de mate dat de eigenschap erfelijk is, ongeacht of assortatieve paring wordt aangedreven door genetisch assortiment of door omgevingsfactoren zoals propinquity. Een recente studie met behulp van genoombrede genotypen toonde aan dat echtgenoten genetisch meer op elkaar lijken dan twee willekeurig gekozen individuen.81 Deze DNA-schatting van genetische gelijkenis tussen echtgenoten is aanzienlijk minder dan assortatieve paring voor opleidingsniveaus, wat suggereert dat assortatieve paring kan worden aangedreven door 'sociale sorteerprocessen op de huwelijksmarkt'.81

Positief denken: de genetica van hoge intelligentie

In tegenstelling tot psychiatrische en andere stoornissen, wordt intelligentie normaal gesproken verdeeld met een positief einde van hoge prestaties en een problematisch einde van een verstandelijke beperking.

Hoge intelligentie is verantwoordelijk voor uitzonderlijke prestaties in veel maatschappelijk gewaardeerde uitkomsten, zoals gedocumenteerd in longitudinale langetermijnstudies.82 Hoewel veel andere eigenschappen, zoals die met betrekking tot atletische prestaties, ook normaal worden verdeeld, maakt het belang van hoge intelligentie het bijzonder interessant.

Genetische verkenning van de positieve staart van normaal verdeelde eigenschappen is conceptueel belangrijk omdat het afwijkt van het idee dat we genetisch allemaal hetzelfde zijn, behalve voor malafide mutaties die aandoeningen, ziekten en handicaps veroorzaken.

Kwantitatief genetisch onderzoek naar intelligentie geeft aan dat de genetische oorzaken van hoge intelligentie kwantitatief, niet kwalitatief, verschillen van de rest van de verspreiding. Een recente studie van 11000 tweelingparen wees uit dat de top 15% van de intelligentieverdeling net zo erfelijk was (0,50) als de rest van de verdeling (0,55).83 Meest recent, in een studie van 370 000 broers en zussenparen en 9000 tweelingparen in Zweden van 3 miljoen 18-jarige mannen van wie de intelligentie werd beoordeeld als onderdeel van de verplichte militaire dienst, was niet alleen hoge intelligentie (top 4%) net zo familiaal en erfelijk als de rest van de distributie, een methode genaamd DF extremen analyse suggereerde dat dezelfde genetische factoren aan het werk zijn.84 DF extremes analyse richt zich op de genetische oorzaken van het gemiddelde verschil tussen een extreme groep, hoe gedefinieerd ook, en kwantitatieve eigenschapsscores voor de populatie, waarbij de differentiële regressie wordt vergeleken met het populatiegemiddelde voor de co-tweelingen van identieke en twee-eiige tweelingprobands.85 

Voor zover genetica dit gemiddelde verschil (erfelijkheid 'groep' genoemd) blijkt te verklaren, impliceert dit dat er een hoge genetische correlatie is tussen de extreme groep en de kwantitatieve eigenschap.60 In de Zweedse studie toonde DF extremes analyse aan dat genetica ongeveer de helft van het gemiddelde verschil tussen de high-intelligence groep en de rest van de verdeling verklaarde, wat vergelijkbaar was met de traditionele erfelijkheid van individuele verschillen en sterke genetische verbanden impliceert tussen hoge intelligentie en normale variatie in intelligentie.

Het is mogelijk dat scores die extremer zijn dan de top 4% van de intelligentieverdeling etiologisch verschillen van de normale verdeling, die de genetische discontinuïteitshypothese wordt genoemd.86

Het meest overtuigende argument voor genetische discontinuïteit voor extreem hoge intelligentie werd gemaakt door David Lykken, die opmerkte dat een belangrijk probleem van genialiteit 'zijn mysterieuze onbedwingbaarheid en zijn vermogen om voort te komen uit de meest weinig belovende afstammingslijnen en om zelfs in de meest gemene omstandigheden te floreren' is (Lykken87 blz. 29).

Lykken87, 88 stelde voor dat genialiteit voortkomt uit unieke combinaties van genen; hij verwees naar deze hogere-orde niet-additief (epistatisch) interacties als emergenisch. 

De emergenesehypothese voorspelt niet noodzakelijkerwijs dat verschillende genen een hoge intelligentie beïnvloeden, maar het voorspelt wel dat genetische effecten niet-additief zijn voor hoge intelligentie. Het kenmerk van een epistatische eigenschap is er een waarvoor identieke tweelingen meer dan twee keer zo vergelijkbaar zijn als twee-eiige tweelingen. In de twee hierboven beschreven tweelingstudies toonde hoge intelligentie dit patroon van dubbele resultaten echter niet en model-passende analyses vonden dat alle genetische invloed additief was voor hoge intelligentie en voor de gehele verdeling van intelligentie. Hoewel deze resultaten de discontinuïteitshypothese niet ondersteunen, waren de studies beperkt tot de top 15% en top 4% van de intelligentieverdeling, die ver onder de uitersten van genialiteit ligt, die Galton89 gebenchmarkt als de top 0,1%.

De etiologie van hoge intelligentie is ook interessant in vergelijking met een verstandelijke beperking.

Net als bij hoge intelligentie is de meeste verstandelijke beperking de onderkant van de normale verdeling van intelligentie. Dit is het meest recent aangetoond in de hierboven genoemde Zweedse dienstplichtige steekproef, met resultaten gerepliceerd in een even grote dienstplichtige steekproef in Israël.90 Een extreem ernstige verstandelijke beperking lijkt echter etiologisch verschillend te zijn, zoals voorgesteld door Lionel Penrose.91 in 1938 en bevestigd in de Zweedse en Israëlische studies. Een cruciaal bewijsstuk is dat broers en zussen van personen met een ernstige verstandelijke beperking een gemiddeld intelligentiequotiënt (IQ) hebben van bijna 100, terwijl broers en zussen van personen met een lichte verstandelijke beperking een gemiddeld IQ van ongeveer 85 hebben, ongeveer één standaarddeviatie onder het bevolkingsgemiddelde. De afwezigheid van genetische verbanden tussen ernstige intellectuele achterstand en normale variatie in intelligentie past bij het huidige moleculair genetische onderzoek dat niet-erfelijke de novo mutaties vindt die verband houden met ernstige intellectuele achterstand.92

Een hypothese om deze genetische resultaten te integreren voor de lage en hoge uiteinden van intelligentie is deze: normale ontwikkeling van intelligentie kan worden verstoord door een van de vele mutaties, waaronder niet-erfelijke de novo mutaties en prenataal en postnataal trauma, maar hoge intelligentie vereist dat alles goed werkt, inclusief de meeste positieve allelen en enkele van de negatieve allelen geassocieerd met intelligentie. Deze hypothese is de reden voor een recente genoombrede case-control associatiestudie voor gevallen met extreem hoge intelligentie (IQ>150).84 Eén studie93 heeft geen verband gevonden tussen zeldzame SNP's en intelligentie in het normale bereik van intelligentie. Bovendien hebben verschillende studies geen verband gevonden tussen copy-number varianten, die typisch zeldzame varianten zijn, en intelligentie in het normale bereik, hoewel dergelijke studies mogelijk te weinig zijn uitgevoerd, zowel in termen van steekproef als problemen bij het beoordelen van copy-number varianten.94

Hoewel de normale fenotypische verdeling van intelligentie het een voor de hand liggend doelwit maakt voor het onderzoeken van zowel de hoge als de lage extremen, is de grotere betekenis van positieve genetica voor psychiatrische genetica dat polygene scores gemaakt van GWA-studies van psychiatrische stoornissen normaal zullen worden verdeeld, wat betekent dat er een positief einde is met net zoveel mensen als het negatieve einde. Dit impliceert dat er op het niveau van DNA-variatie geen veel voorkomende aandoeningen zijn, alleen normaal verdeelde kwantitatieve kenmerken.95 Het roept ook de vraag op wie deze mensen zijn aan de positieve kant van de polygene verdeling van 'risico' voor psychologische en andere eigenschappen. Zijn het slechts individuen met een laag risico op problemen of hebben ze speciale bevoegdheden? Positief denken begint met kwantitatief denken - over 'dimensies' in plaats van 'aandoeningen' en over genetische 'variabiliteit' in plaats van genetisch 'risico'.

Intelligentie brengt (sommige) genetica naar 'sociale' epidemiologie

Het is al lang bekend dat intelligentie, opleiding en klasse gecorreleerd zijn. De oorzaken van deze verenigingen en hun relatieve bijdrage aan de sociale mobiliteit worden veel betwist.96 Onderwijs en sociale klasse zijn ook gevestigde associaties van gezondheidsongelijkheid, inclusief sterfte door alle oorzaken.30 Intelligentie is echter een nieuwe speler in gezondheid; de associaties met vele gezondheids- en ziekte-uitkomsten en alle oorzaken en verschillende specifieke oorzaken van sterfte zijn ontdekt in de afgelopen tien jaar of zo.97

We zullen in deze sectie uitleggen dat, vergelijkbaar met, maar breder dan cognitieve en leervaardigheden, intelligentie genetische oorzaken deelt met onderwijs en sociale klasse, die toetssteen 'omgevingsvariabelen' zijn van diverse sociale wetenschappers.

Belangrijke menselijke fenomenen die door deze sociale wetenschappers worden bestudeerd, zijn sociale mobiliteit en gezondheidsongelijkheid, die ontegenzeggelijk belangrijk zijn. Ze worden bestudeerd door sociologen, epidemiologen en economen. Uitzoeken waarom sommige mensen meer dan anderen positieve vooruitgang boeken in hun sociale positie door de levensloop, en waarom sommige mensen meer vatbaar zijn voor ziekten en vroege dood, hebben zich opgesteld in de twee favoriete 'milieu' sociaalwetenschappelijke variabelen van onderwijs en sociale klasse.

Onderwijs en ouderlijke sociale klasse zijn voorspellers van de sociale positie van mensen op volwassen leeftijd.98,99 Beide, en de eigen volwassen sociale klasse van de persoon, worden geassocieerd met gezondheid, ziekte en mortaliteit: lager opgeleide mensen en mensen met minder professionele banen hebben de neiging om eerder te sterven.100, 101, 102, 103 Er is echter een derde variabele in onderzoek naar sociale mobiliteit en een derde variabele in onderzoek naar gezondheidsongelijkheid: intelligentie.104 Zowel onderwijs als sociale klasse zijn substantieel gecorreleerd met intelligentie.29.61.105

Onderwijs en sociale klasse (die wordt geïndexeerd door beroep, of inkomen, of door de relatieve ontbering-welvaart van waar een persoon woont) worden vaak verondersteld indicatoren te zijn van de omgevingsinvloeden van een persoon,106 maar ze zijn gecorreleerd met intelligentie, die een hoge erfelijkheid heeft.

Inderdaad, epidemiologen gebruiken zelfs lengte - kortere gestalte wordt geassocieerd met eerdere sterfte - als een indicator van sociaal-omgevingsinvloeden bij kinderen, hoewel het een hoge erfelijkheid heeft. Zo beschreef een recent artikel in de sociale epidemiologie hoogte 'als een marker van beledigingen uit het vroege leven'.107 Hier benadrukken we dat het een empirische vraag is in plaats van iets dat a priori kan worden aangenomen of de drie belangrijkste variabelen in onderzoek naar sociale mobiliteit en gezondheidsongelijkheid - onderwijs, sociale klasse en intelligentie - correleren vanwege gedeelde genetische en / of milieuoorzaken.

Tweeling- en gezinsstudies hebben aangetoond dat opleidingsniveau en sociale klasse enigszins erfelijk zijn.

Bijvoorbeeld, de op stamboom gebaseerde schattingen van erfelijkheid (hier als percentages van fenotypische variantie uitgelegd) in de generation Scotland familie-gebaseerde studie van meer dan 20 000 mensen waren 54% (s.e.= 2%) voor algemene intelligentie, 41% (2%) voor onderwijs en 71% (1%) voor sociale deprivatie met behulp van de Scottish Index of Multiple Deprivation.108 De genetische correlatie was 0,65 (s.e.=0,02) tussen intelligentie en onderwijs, 0,40 (0,02) tussen intelligentie en deprivatie en 0,48 (0,02) tussen onderwijs en ontbering. Een eerder rapport over een kleinere steekproef (N>6000) van dezelfde studie vond genetische correlaties tussen intelligentie en fysiek actief zijn buiten het werk (0,25), inname van groenten en fruit (0,23), ooit roken (0,45), blootstelling aan rook (0,53) en inkomen (0,45), met hoge bivariate erfelijkheid voor al deze.109 Een andere studie identificeerde meer dan 2500 paren schoolgaande tweelingen uit bevolkingsmonsters van in totaal meer dan 300 000 in Engeland en Nederland en vond matige tot grote genetische correlaties en bivariate erfelijkheid tussen intelligentie en nationale examenresultaten in taal, wiskunde en wetenschap.61 Analyses van oudere Deense tweelingen vonden bewijs voor genetische correlatie tussen cognitieve vaardigheden en onderwijs en gezondheid.110,111

GCTA-studies hebben onlangs de erfelijkheid en genetische correlaties van intelligentie, onderwijs en sociale klasse onderzocht.

Een gecombineerde analyse van Zweedse en Australische niet-gerelateerde onderwerpen (N ~ 11 500) gebruikte GCTA om een schatting te geven van 22% (s.e.= 4%) voor de erfelijkheid van jaren in het onderwijs en 25% (8%) voor het bijwonen van de universiteit.16 In de Twins Early Development Study voor 3000 niet-verwante kinderen waren op GCTA gebaseerde schattingen van erfelijkheid 21% (12%) voor ouderlijke sociale klasse en 28% (17%) voor het IQ van kinderen op 7-jarige leeftijd en 32% (14%) op 12-jarige leeftijd.

De GCTA-geschatte genetische correlatie tussen ouderlijke sociale klasse en IQ was 1,00 (s.e.=0,47) op 7-jarige leeftijd en 0,66 (0,31) op 12-jarige leeftijd.56 GCTA-gebaseerde schattingen van erfelijkheid op meer dan 6500 niet-gerelateerde mensen met genoombrede SNP-gegevens in de Generation Scotland-studie waren 29% (5%) voor algemene intelligentie, 21% (5%) voor onderwijs en 18% (5%) voor sociale deprivatie.112 De genetische correlaties waren 0,95 (0,13) voor intelligentie en onderwijs, 0,26 (0,16) voor intelligentie en deprivatie en 0,45 (0,18) voor onderwijs en ontbering.

Daarom is een deel van de variantie in de belangrijkste omgevingsvariabelen van de sociale wetenschappers te vinden in DNA-variatie, waarvan sommige worden gedeeld met de DNA-variatie die enkele van de verschillen in intelligentie van mensen veroorzaakt.

Een andere 'milieu' sociale wetenschappelijke variabele, lengte, toont een vergelijkbare reeks bevindingen in de Generation Scotland-studiesteekproef.108 De door GCTA geschatte erfelijkheid van lengte was 58% (5%), de fenotypische correlatie met intelligentie was 0,16, de op GCTA gebaseerde genetische correlatie was 0,28 (0,09) en de bivariate erfelijkheid was 71%. Bivariate GCTA-afgeleide genetische correlaties tussen intelligentie en gezondheidsvariabelen zullen grote aantallen vereisen die tot nu toe zeldzaam zijn. Een analyse van gegevens uit het Zweedse tweelingregister (N = 5650 niet-verwante personen) vond GCTA-afgeleide genetische correlaties van 0,13 (s.e.= 0,23) en 0,33 (s.e.= 0,33) tussen zelfgewaardeerde gezondheid en, respectievelijk, jaren in het onderwijs en het bijwonen van de universiteit16).

De genetica van intelligentie heeft daarom een speciale plaats in de tot nu toe genoemde 'sociale' epidemiologie. Inderdaad, deze nieuwe bevindingen van tweeling / familie-gebaseerde en GCTA-gebaseerde studies geven een correctie op de suggestie dat 'cognitieve epidemiologie' wordt omgedoopt tot 'sociale epidemiologie'. Singh-Manoux's113 suggestie werd deels gedaan omdat epidemiologen de voorkeur gaven aan cognitieve epidemiologie voor die studies waarin cognitie de uitkomst was, en dus was er een bezwaar tegen Deary en Batty's (2007)104 definitie, dat wil zeggen "het gebruik van cognitieve vaardigheidstestscores als risicofactoren voor de menselijke gezondheid en ziekte-uitkomsten, inclusief mortaliteit". Relevant voor de genetische associaties die in deze sectie werden besproken, was singh-Manoux's verdere bespreking,

'Gezien de associatie tussen intelligentie en onderwijs, uitgebreid besproken door Deary en Johnson,106 deze definitie