INTELLIGENTIE IS ZAAK VAN SNOEIEN OF GROEIEN
Verschillen in intelligentie (zoals gemeten in een IQ-test) zijn sterk
erfelijk bepaald. Al jaren is uit tweelingonderzoek bekend dat zo'n 60 à 80
procent van de variatie in intelligentie is terug te voeren op erfelijke
factoren. De volgende vragen rijzen dan direct: hoe is intelligentie dan
erfelijk? Liggen er genetisch bepaalde hersenstructuren aan ten grondslag? Of
zijn het hersenprocessen? En zo ja, welke? De laatste paar jaar verschijnen er
regelmatig onderzoeken waarin een verband wordt gelegd tussen intelligentie en
hersenvolume, gemeten met MRI-scans. De variatie in intelligentie zou voor zo'n
15 procent te verklaren zijn uit verschillen in hersenvolume: hoe groter hoe
beter. De schedelmetingen van weleer zijn door hun extreme pretenties al vele
decennia in diskrediet geraakt, maar de nieuwe technische mogelijkheden hebben
het oude idee dat een groot brein mogelijk leidt tot grote intelligentie weer
nieuw leven ingeblazen. Of in dat verband tussen hersenvolume en intelligentie
ook erfelijke factoren een rol spelen was tot voor kort onduidelijk.
Maar
deze week publiceren Finse en Amerikaanse wetenschappers onder leiding van Paul
Thompson (Universiteit van Californië in Los Angeles) in Nature Neuroscience (in
de online editie van 5 nov, www.nature.com/neuro) een onderzoek waarin zij een
zeer hoge erfelijkheid voor de omvang van specifieke hersendelen hebben gevonden
en waarin zij tegelijkertijd een verband leggen tussen diezelfde hersendelen en
intelligentie. Ze onderzochten tien eeneiige en tien twee-eiige tweelingparen,
op intelligentie en op hoeveelheid grijze massa (dat zijn de zenuwcellen, niet
de witte zenuwverbindingen) in verschillende hersengebieden. Eeneiige tweelingen
zijn genetisch identiek maar twee-eiige tweelingen verschillen voor 50 procent
in genetisch materiaal, net als gewone broers en zusters. Door de uitkomsten van
de twee groepen te vergelijken, is het mogelijk uit te rekenen in hoeverre
eigenschappen zijn toe te schrijven aan erfelijke factoren. Vooral in de
frontale hersenschors (betrokken bij planning en emotie-onderdrukking) en de
gebieden van Wernicke en Broca (betrokken bij taalvaardigheid) bleek de
hoeveelheid grijze massa zeer sterk erfelijk bepaald (circa 90 procent). Zo'n
hoge erfelijkheid van hersenstructuur werd vermoed. Al sinds de jaren zeventig
wordt bij ratten, en sinds de jaren negentig bij makaken, voor hersenvolume een
erfelijkheid van circa 70 procent gevonden. Maar voor mensen was tot voor kort
nooit iets bewezen. Een paar maanden geleden publiceerde een Nederlands team
overigens al vergelijkbare uitkomsten voor de erfelijkheid van verschillende
hersenvolumes, maar niet uitgesplitst naar verschillende hersendelen zoals van
Thompson c.s. Opmerkelijk in het onderzoek van Thompson is dat er dan ook grote
delen van de hersenen blijken te zijn waar de hoeveelheid grijze massa amper
erfelijk bepaald is.
``Die uitkomst vind ik eerlijk gezegd net zo
interessant,'' zegt Michel Hofman van het Nederlands Herseninstituut. Het team
van Thompson vond verder dat in de sterk erfelijk bepaalde hersendelen de
hoeveelheid grijze massa ongeveer vijftien à twintig procent verklaart van de
verschillen in intelligentiescores. Dat percentage is vergelijkbaar met eerdere
volume-IQ-onderzoeken, met dit verschil dat het Fins-Amerikaans team specifieke
gebieden heeft gevonden. En zo wordt in één onderzoek een hele mogelijke causale
lijn van genen naar hersenvolume naar intelligentie samengebracht. In Nature
Neuroscience wordt de indruk gewekt dat hier voor het eerst de genetische
grondslag van de samenhang tussen hersenvolume en intelligentie wordt
beschreven. Maar dat is niet zo, meldt desgevraagd de biologisch psychologe en
recent Spinozapremiewinnares Dorret Boomsma van de Vrije Universiteit. Vorig
jaar verscheen namelijk al een onderzoek van Bruce Pennington (Universiteit van
Denver) waarin hetzelfde ook al eens gedaan werd, en nog veel detailleerder dan
in Thompsons onderzoek (Journal of Cognitive Neuroscience, januari 2000).
Pennington onderzocht intelligentie en hersenvolume bij in totaal 48
dyslectische tweelingparen en een kleinere, gezonde controlegroep van 18
tweelingparen. Ook hij vond een verband waarbij de variatie in de intelligentie
voor ongeveer 15 procent kon worden verklaard uit het hersenvolume. Maar door
zijn grote aantal proefpersonen kon hij ook vaststellen dat ongeveer de helft
van de genetische factoren die intelligentie en hersenvolume beïnvloeden beide
aspecten tegelijk beïnvloeden. Boomsma: ``Anders gezegd: 80 procent van de
covariatie in deze beide eigenschappen kan worden verklaard uit genetische
bemiddeling. Thompson heeft een prachtig artikel geschreven, maar zo precies als
Pennington heeft hij het toch niet kunnen vaststellen.'' Thompson heeft het
verband toegespitst op de grijze massa in de frontale cortex. In de New York
Times zegt hij verrast te zijn dat intelligentie überhaupt samenhangt met grijze
massa: ``Je verwacht niet dat zoiets simpels als de hoeveelheid zenuwcellen
invloed heeft op zoiets complex als intelligentie.''
Thompson vermoedt
daarom dat achter de hoeveelheid zenuwcellen nog andere factoren schuilgaan,
zoals de hoeveelheid verbindingen tussen zenuwcellen (de `witte massa', die in
zijn onderzoek niet gemeten is). Hoe meer verbindingen hoe, complexer het
netwerk, en hoe meer complexe taken het aankan zo is de
gedachte.
Samenwerken
Het verband tussen intelligentie en
grijze massa is misschien nog wel sterker dan Thompson nu gevonden heeft. In een
commentaar in Nature Neuroscience wijzen hersenonderzoeker Stephen Kosslyn en de
intelligentie-onderzoeker Robert Plomin er op dat het Fins-Amerikaanse team de
samenhang van elk hersendeel apart met intelligentie berekende. In werkelijkheid
zullen de verschillende hersendelen altijd samenwerken en dus samen een veel
groter effect op intelligentie hebben dan nu uit de berekeningen blijk, aldus
Plomin en Kosslyn. Maar dan nog, zo verklaart desgevraagd Plomin vanuit Londen:
``Het nu gevonden verband is op zich al hoog, hoger dan alle andere biologische
factoren die verband houden met intelligentie.'' In hoeverre de hoeveelheid
witte stof verband houdt met intelligentie is niet helemaal duidelijk. In een
onderzoek uit 1993 (American Journal of Psychiatry, januari) werd wel een
verband tussen IQ en grijze massa gevonden, maar niet voor witte
massa.
De hoeveelheid witte stof is wèl sterk erfelijk bepaald, zo
constateerde Boomsma en collega's in een recent artikel (Cerebral Cortex, sept
2001, met William Baaré van de groep van prof. Kahn, Universiteit Utrecht, als
hoofdauteur). In dat onderzoek werden bij in totaal 112 tweelingparen en nog 34
`gewone' broers en zusters van deze tweelingen hersenvolumes gemeten, niet
alleen de grijze massa maar ook de witte massa (de zenuwverbindingen) en het
totale volume van de grote hersenen. Genetische factoren bleken in hoge mate de
individuele verschillen te bepalen: 90% voor het totale volume, 82% voor de
hoeveelheid grijze massa (iets lager dus dan Thompson c.s.) en 88% voor de
hoeveelheid witte massa. Verrassend was dat de variatie in het volume van de
twee laterale ventrikels (met hersenvocht gevulde ruimtes) voornamelijk wordt
bepaald door omgevingsfactoren, en niet door erfelijkheid. De omgevingsinvloed
is zelfs zo sterk dat de Nederlandse onderzoekers voorstellen om het volume van
deze ventrikels te gebruiken als maat voor omgevingsinvloeden. Het anatomische
onderzoek met een erfelijkheidscomponent is erg belangrijk in de wereld van het
intelligentie-onderzoek.
Want mede door het invloedrijke boek van Stephen
Jay Gould The mismeasure of man (1981/1996) wordt het intelligentie-quotiënt
tegenwoordig vaak beschouwd als weinig meer dan een test-constructie vol
culturele vooroordelen, niet als een werkelijk bestaande, erfelijke eigenschap
van een individu. En àls IQ al als een stabiele individuele eigenschap wordt
gezien, dan toch als een van de véle cognitieve vaardigheden. De Amerikaanse
psycholoog Howard Gardner veronderstelt bijvoorbeeld een achttal intelligenties,
waarvan de taalkundige en de logisch-wiskundige intelligenties het meest
overeenkomen met IQ. Deze theorie van de `meervoudige intelligenties' is
niettemin direct in strijd met de orthodoxe IQ-theorie omdat die er vanuit gaat
dat de centrale intelligentiefactor `g' (uitgedrukt in het IQ-getal) een
algemeen toepasbare, onverdeelbare intelligentie meet. Gardner gaat er overigens
wel vanuit dat zijn meervoudige intelligenties wel degelijk `echte'
eigenschappen zijn die ieder voor zich in de hersenbiologie zijn verankerd, met
ook een duidelijke erfelijke component.
Factor g
Het onderzoek
van Thompson c.s. forceert geen beslissing in deze strijd om de algemene waarde
van het IQ vs de veelvoudige intelligenties, maar Plomin en Kosslyn schrijven
wel in hun commentaar dat het onderzoek van Thompson er nu op wijst dat de
factor `g', het traditionele symbool voor intelligentie, geen theoretische
abstractie is maar een erfelijke en biologische grondslag heeft in het brein.
Het is nog maar de vraag of ze daarin gelijk hebben. Dorret Boomsma acht nog
lang niet bewezen dat het volume van de grijze massa medebepaalt hoe groot
iemands intelligentie is. ``Het kan ook andersom zijn. Die intelligentie zou óók
het volume van de grijze massa kunnen bepalen. Over de richting van de
causaliteit kun je niet beslissen op grond van correlaties.''
Het lijkt
verrassend dat de intelligentie van een mens zijn hoeveelheid grijze cellen kan
bepalen. Want hersencellen groeien bij mensen in principe nooit meer aan (met
uitzondering van cellen in de hippocampus). Maar Boomsma wijst erop dat een mens
bij de geboorte aanvankelijk een groot overschot heeft aan hersencellen. In de
eerste levensjaren wordt dat flink gesnoeid. Pas met zestien, zeventien jaar is
het brein volgroeid. ``Het zou best kunnen dat bij kinderen die om wat voor
reden dan ook intelligent zijn het snoeien anders gebeurt dan bij kinderen die
minder intelligent zijn. Die verbanden moeten allemaal nog worden opgehelderd.''
Uit NRC Handelsblad d.d. 10-11-2001