Intelligentie is één van meest onderzochte menselijke eigenschappen in de psychologie en gedragsgenetica. Gedragsgenetisch onderzoek houdt zich bezig met de vraag waarom mensen van elkaar verschillen in gedrag of capaciteiten. Waarom is de één neurotischer, muzikaler, sportiever, of slimmer dan de ander? Er zijn twee factoren die zorgen voor verschillen tussen mensen. Ten eerste zijn dat genetische factoren, mensen hebben verschillende genen en daarom verschillen ze van elkaar. Ten tweede zijn omgevingsfactoren bepalend, de omgeving waarin iemand opgroeit en de unieke ervaringen die een individu tijdens zijn leven opdoet. 

In dit artikel wordt uitgelegd waarom tweelingstudies een goede manier zijn om de invloed van genetische en omgevingsfactoren van elkaar te onderscheiden. Daarnaast worden de resultaten van gedragsgenetisch onderzoek naar intelligentie besproken, waaruit blijkt dat genetische invloeden op het IQ toenemen met de leeftijd. Naast genetische invloeden spelen omgevingsfactoren een rol, waarbij gedeelde en unieke omgevingsfactoren kunnen worden onderscheiden.

Intelligentie

Intelligentie heeft een voorspellende waarde voor een groot aantal domeinen in het dagelijkse leven. Een hoge intelligentie is bijvoorbeeld een voorspeller voor opleiding en academisch succes, succes op het werk en een hogere levensverwachting. Wat intelligentie precies is, is echter nog steeds een punt van discussie. In 1994 is er een definitie van intelligentie geformuleerd die is ondertekend door 52 prominente psychologen. Vrij vertaald is deze definitie: 

‘Intelligentie is een zeer algemene mentale vaardigheid die onder andere inhoudt: het redeneervermogen, het planningsvermogen, het vermogen problemen op te lossen, het abstracte redeneervermogen, het vermogen complexe ideeën te begrijpen en het vermogen om snel te leren uit ervaring. Intelligentie is niet gelijk aan kennis uit boeken of aan academische vaardigheid. Intelligentie is meer dan het vermogen om intelligentietesten goed te kunnen uitvoeren, het is een bredere, veelomvattende vaardigheid die ons in staat stelt onze omgeving te begrijpen, een betekenis te geven aan dingen en gebeurtenissen en te beslissen wat voor actie we moeten ondernemen.'(Gottfredson, 1997)

Het meten van intelligentie, gedrag of persoonlijkheid gebeurt in de psychologie vaak met gestandaardiseerde testen. In 1905 werd de eerste officiële intelligentietest gepubliceerd door Afred Binet, met als doel kinderen te identificeren die moeite hadden met leren op school. Intelligentie werd in die tijd door Spearman uitgedrukt in ‘g’ van ‘general’, wat verwees naar algemene intelligentie. Enkele jaren later werd door William Stern het intelligentiequotiënt (IQ) geïntroduceerd. IQ werd gedefinieerd als een maat voor de mentale leeftijd van een persoon en wordt berekend op basis van de formule ‘100 x de mentale leeftijd gedeeld door de chronologische leeftijd’. Hiermee kan een IQ score worden vergeleken met de score van leeftijdsgenoten. 

Een IQ van 100 is gemiddeld, een score lager dan 70 kan worden vertaald naar zwakbegaafdheid, 70-85 naar minderbegaafdheid, 85-115 is een gemiddeld niveau, 115-130 is een bovengemiddeld niveau en een score boven de 130 duidt op hoogbegaafdheid. Voorbeelden van testen die veel worden gebruikt zijn de Wechsler Adult Intelligence Scale (WAIS), de Wechsler Intelligence Scale for Children (WISC) en de RAKIT (Revisie Amsterdamse Kinderintelligentie Test). De eerste twee testen zijn internationale tests, de laatste is speciaal ontwikkeld voor Nederlandse kinderen. 

Tweelingstudies en erfelijkheidsonderzoek

Hetzelfde jaar dat Mendel (1865) zijn theorie over overerving voorlegde in een lezing voor collega’s publiceerde Francis Galton zijn eerste boek over erfelijkheid en intelligentie. Galton verwees toen al naar tweelingonderzoek en adoptiestudies om de genetische invloeden op intelligentie te onderzoeken maar het was in 1922 dat de eerste tweelingstudies naar intelligentie werden uitgevoerd. Een overzicht in het wetenschappelijke tijdschrift Science over intelligentie toonde aan dat verschillen tussen mensen in intelligentie in belangrijke mate worden verklaard door genetische verschillen (Erlenmeyer-Kimling en Jarvik, 1963).

Tweelingstudies zijn een goede manier om onderzoek te doen naar de rol van genetische invloeden op menselijke eigenschappen. Er zijn twee soorten tweelingen, eeneiige en twee-eiige tweelingen. Eeneiige (monozygote) tweelingen zijn genetisch (vrijwel) identiek terwijl twee-eiige (dizygote) tweelingen net als gewone broertjes en zusjes gemiddeld 50% van hun genen delen. Dit belangrijke verschil in genetische overeenkomst vormt de basis van het tweelingonderzoek. Als IQ gegevens beschikbaar zijn bij grote groepen een- en twee-eiige tweelingen, kan deze overeenkomst worden uitgedrukt in correlaties waarbij 0 staat voor geen enkele gelijkenis en 1 voor perfecte gelijkenis. De correlatie tussen de IQ scores van eeneiige tweelingen wordt dan vergeleken met de correlatie tussen twee-eiige tweelingen. Als de samenhang tussen de IQ scores voor de identieke tweeling hoger is dan die van de twee-eiige tweelingen, spelen genetische factoren waarschijnlijk een rol bij IQ. Hoe groter het verschil tussen de overeenkomsten (correlatie) in IQ tussen eeneiige en twee-eiige tweelingen, hoe groter de invloed van genen. 

In Nederland worden tweelingstudies gedaan bij het Nederlands Tweelingen Register (NTR). In dit register, opgericht aan de Vrije Universiteit van Amsterdam, zijn de onderzoeksgegevens opgenomen van bijna 40.000 Nederlandse tweelingfamilies (www.tweelingenregister.org).

Tweelingonderzoek naar intelligentie

Schattingen voor de erfelijkheid van intelligentie lopen uiteen van 40% bij kinderen tot wel 80% bij volwassenen. Dit betekent dat 40% van de verschillen in intelligentie bij kinderen wordt verklaard door genetische verschillen tussen kinderen. Bij volwassenen is de invloed van genetische factoren groter dan bij kinderen en loopt de erfelijkheidsschatting op tot wel 80%. Deze trend is in de Verenigde Staten, Australië en West Europa, Rusland, voormalig Oost Duitsland, Japan, en India gevonden. 

Een tweede belangrijke bevinding is dat wanneer genetische invloed toeneemt met de leeftijd, de invloed van gedeelde omgevingsfactoren afneemt. De erfelijkheid van intelligentie wordt op vijfjarige leeftijd geschat rond 25%. De invloed van gedeelde omgevingsfactoren, zoals ouderlijk milieu, verklaart ongeveer 50% van de verschillen in intelligentie tussen kinderen. De erfelijkheid van intelligentie op zevenjarige leeftijd wordt op ongeveer 60% geschat en in de late adolescentie op 80%. In de kindertijd wordt de intelligentie naast genetische factoren dus in belangrijke mate verklaard door gedeelde omgevingsfactoren. Onderzoek bij hoogbejaarde Zweedse tweelingen heeft aangetoond dat ook op hoge leeftijd de invloed van genetische factoren groot blijft.

Leeftijd en erfelijkheid

Voor de toenemende rol van genetische factoren bij intelligentie zijn verschillende verklaringen, die elkaar mogelijk aanvullen. Het feit dat de gedeelde omgeving een steeds kleinere rol gaat spelen tijdens de ontwikkeling kan samenhangen met de toenemende zelfstandigheid van kinderen als ze naar school gaan. Tijdens de adolescentie neemt de invloed van de gedeelde omgeving nog meer af en spelen genen de belangrijkste rol. Eén hypothese daarvoor is dat tijdens ingewikkelde cognitieve ontwikkelingsprocessen op die leeftijd nieuwe genen belangrijk zijn en tot uiting komen. Een andere hypothese stelt dat kleine genetische effecten vroeg in de ontwikkeling voor een sneeuwbaleffect zorgen en daardoor op latere leeftijd grotere effecten veroorzaken, als individuen bovendien zelf hun omgeving kunnen kiezen. Als kinderen de kans krijgen om te doen waar ze goed in zijn, kunnen ze hun genotype tot uiting brengen. Een klein – genetisch veroorzaakt – verschil in gedrag op jonge leeftijd kan dan zorgen voor grote effecten op latere leeftijd. 

De toename in erfelijkheid gaat ten koste van de invloed van gedeelde omgevingsfactoren. In een studie waarbij meer dan 200 paren geadopteerde broers en zussen, die opgroeiden in hetzelfde gezin, werden getest op IQ was de correlatie tussen broers en zussen op 8 jaar 0.26. Tien jaar later was de correlatie vrijwel gelijk aan nul (Loehlin et al., 1989). 

Cognitieve vaardigheden

Intelligentie bestaat uit verschillende aspecten die allemaal in meer of mindere mate worden beïnvloed door erfelijke factoren. Reactiesnelheid is een veel onderzocht aspect van intelligentie. Francis Galton was de eerste die voorstelde dat mensen met een snellere reactietijd een hogere intelligentie hebben dan mensen met een relatief lage reactiesnelheid. Aangezien correlatie alleen de samenhang van variabelen weergeeft en niet de richting van het verband, kan het zijn dat een hoger IQ leidt tot een hogere reactiesnelheid, of dat een hogere reactiesnelheid leidt tot een hoger IQ. Een derde mogelijkheid is dat beide eigenschappen worden beïnvloedt door een derde factor. 

Onderzoek naar reactiesnelheid bij Nederlandse en Australische tweelingen heef aangetoond dat dezelfde genen van invloed zijn op zowel inspectietijd (de tijd die iemand nodig heeft om een simpele beslissing te nemen) als IQ. Naast onderzoek naar algemeen IQ is er onderzoek gedaan naar verbaal IQ (voor 85% erfelijk) en performaal IQ, dat ruimtelijke vaardigheden meet (voor 69% erfelijk). Andere cognitieve vaardigheden zoals de tijd die iemand nodig heeft om een makkelijke beslissing te maken (46%), reactietijd (43%), en werkgeheugen (43% – 56%) lijken iets minder sterk door erfelijkheid te worden bepaald.

Een aantal gedragsproblemen bij kinderen hangt samen met een lager IQ, met name aandachtsproblemen en ADHD (Attention Deficit Hyperactive Disorder). Onderzoek met Nederlandse tweelingen laat zien dat aandachtsproblemen stabiel zijn over de kindertijd en bovendien in hoge mate erfelijk (75%). De genen die intelligentie beïnvloeden blijken ook een rol te spelen bij aandachtsproblemen en overactiviteit. 

Genen en omgeving

Hoewel verschillen in intelligentie in grote mate worden verklaard door verschillen in genetische aanleg, betekent dat niet dat omgevingsfactoren geen rol spelen. Genetische invloed is afhankelijk van de omgeving waarin het genotype tot expressie kan komen, net als een plant die alleen kan groeien met voldoende zonlicht, of hij nu goede genen heeft of niet. Als het slimme kind boeken of lego worden ontzegd krijgt het genotype niet de kans om zich volledig te ontwikkelen. Bovendien hangen genotype en omgeving vaak met elkaar samen. Zo wordt de omgeving van het kind deels bepaald door de genen van de ouders, die ook hun genen doorgeven aan hun kinderen (passieve gen-omgevingscorrelatie). Een ander voorbeeld is een kind dat van nature leergierig is en op school wordt gestimuleerd om iets extra’s te doen (reactieve gen-omgevingscorrelatie) of een leergierig persoon die uit zichzelf vaker een boek of krant leest (actieve gen-omgevingscorrelatie). 

Genvarianten

Nu is vastgesteld dat intelligentie hoog erfelijk is, richt het moleculair genetische onderzoek zich op de vraag welke genvarianten een rol spelen bij intelligentie. Door het scannen van het menselijke DNA op genetische varianten kan worden nagegaan welke varianten tussen personen verschillen en welke varianten van belang zijn bij intelligentie. Er blijken twee plaatsen op het genoom te zijn die een grote rol speelden bij algemene intelligentie, chromosoom 2 en chromosoom 6. Bepaalde delen van die chromosomen worden ook in verband gebracht met aandoeningen zoals autisme, dyslexie en schizofrenie. Onderzoek naar specifieke genvarianten suggereert dat het CHRM2 (cholinergic muscarinic receptor 2) gen, het SNAP-25 (synaptosomal-associated protein of 25 kDa) gen, het ALDH5A1 (aldehyde dehydrogenase 5 family member A1) gen en het APOE-gen betrokken zijn bij cognitie. Er is echter meer onderzoek nodig om te kunnen bepalen welke genen een rol spelen bij intelligentie, hoe deze genen samenwerken en hoe ze in de hersenen tot expressie komen. 

Meer lezen?

Dorret Boomsma, Tweelingonderzoek. Wat meerlingen vertellen over de mens, VU uitgeverij Vesuvius, 2008, ISBN 9789086590803.