Школьная успеваемость запрограммирована в генах?

Исследователи обнаружили, что гены ребенка значительно влияют на их долгосрочную успеваемость в школе, даже за пределами интеллекта. Как эта информация может быть использована для помощи студентам?

Дети сильно отличаются в том, насколько хорошо они учатся в школе. В последние годы исследователи показали, что около двух третей различий в успеваемости в школе можно объяснить различиями в генах детей.

Показано, что гены влияют на успеваемость детей в начальной школе, в конце обязательного образования и даже по различным предметам.

Но меньше известно о том, как генетические и экологические факторы влияют на то, насколько хорошо ребенок продолжает учиться в школе.

Для изучения этого мы использовали выборку из более чем 6000 пар близнецов, которые являются частью британского исследования раннего развития близнецов, и проанализировали их результаты тестов от начальной школы до конца обязательного образования. Наше новое исследование показало, что успеваемость близнецов была на удивление стабильной: дети, которые хорошо учатся в начальной школе, также имеют тенденцию хорошо сдавать экзамены GCSE, которые принимаются по окончании обязательного образования.

Использование близнецов позволяет оценить долю различий, которые могут быть объяснены генетическими факторами. Идентичные близнецы разделяют 100% своих генов, в то время как неидентичные близнецы разделяют в среднем 50% генов, которые отличаются между людьми, как и другие братья и сестры. Если идентичные близнецы более похожи по определенной черте, чем неидентичные близнецы, такие как школьные достижения, мы можем сделать вывод, что на это влияют их гены. Затем мы можем оценить наследуемость этой черты - или долю различий, которые, по большому счету, сводятся к различиям в последовательности ДНК детей.

Мы обнаружили, что около 70% стабильности в успеваемости объясняется генетическими факторами. мы рассмотрели, какие факторы влияют на устойчивость в успеваемости - когда оценки в стандартизированном тесте остаются одинаковыми между начальной и средней школой. Мы обнаружили, что около 70% стабильности в достижении результатов объясняется генетическими факторами, в то время как 25% приходится на общую среду близнецов, таких как рост в одной семье и посещение одной и той же школы. Остальные 5% были объяснены их не общей средой, такой как разные друзья или разные учителя.

Когда произошли изменения в успеваемости-где классы увеличились или упали между начальной и средней школой - мы обнаружили, что это в значительной степени объясняется теми факторами окружающей среды, которые не разделяют близнецы.

Разумно предположить, что такое существенное влияние генов на непрерывность успеваемости детей в школе можно объяснить интеллектом. Но мы обнаружили, что влияние генов оставалось существенным – на 60% - даже после учета интеллекта, который измерялся с помощью нескольких вербальных и невербальных тестов, проведенных близнецами в течение детства и подросткового возраста.

В то время как двойные оценки исследования, такие как это, могут рассказать нам о чертах внутри больших групп людей, недавние научные достижения показывают больше о влиянии генов на человека. В последнее время был достигнут значительный успех в выявлении генетических вариантов, связанных с получением образования, с помощью так называемых геномных исследований ассоциаций (ГВАС). Эти исследования выявляют генетические маркеры, связанные с определенными признаками. Однако каждый генетический маркер объясняет очень небольшую долю (менее 0,1%) индивидуальных различий в успеваемости в школе.

Недавно был разработан более мощный метод, который суммирует тысячи генетических маркеров, найденных в исследованиях GWAS, чтобы вместо этого вычислить "полигенную оценку" всего генома. Эта оценка в настоящее время используется, с повышением уровня точности, чтобы предсказать отклонение в черте – например, школьных достижений – для людей, не связанных друг с другом.

В рамках нашего нового исследования мы использовали данные предыдущих анализов GWAS для создания полигенной оценки уровня образования. Мы подсчитали баллы для каждой пары из 6000 наборов близнецов (чтобы все участники этой части исследования были не связаны между собой). Это предсказывало, будут ли они хорошо учиться в школе. Эти прогнозы варьировались от 4% различий в уровне образования в начале начальной школы до 10% различий на уровне GCSE. Наши результаты подтвердили результаты первой части нашего анализа близнецов - что одни и те же генетические варианты играют определенную роль в объяснении того, почему дети отличаются в достижении на каждом этапе развития.

Мы могли бы использовать тесты ДНК при рождении для выявления детей на генетический риск развития чтения проблемы и дать им раннее вмешательство наших выводов, из которых следует, что гены влияют на то, как хорошо ребенок будет делать в свое время в школе, должно обеспечить дополнительную мотивацию, чтобы выявлять детей, нуждающихся в мероприятия как можно раньше, так как проблемы, вероятно, сохранятся в течение всего учебного года.

В будущем прогнозирование полигенных показателей наряду с прогнозированием экологических рисков – таких, как подверженность определенным районам, семейным и школьным особенностям, может стать инструментом выявления детей с проблемами в области образования в самом раннем возрасте. Затем им могут быть предоставлены индивидуальные программы обучения.

Например, мы могли бы использовать ДНК-тесты при рождении, чтобы идентифицировать детей с генетическим риском для развития проблем чтения и дать им раннее вмешательство. Поскольку профилактические мероприятия имеют больше шансов на успех в раннем возрасте, большая сила полигенных оценок заключается в том, что они могут предсказывать как при рождении, так и в более позднем возрасте, что может быть особенно полезно для тех детей, которые, вероятно, будут бороться больше всего.