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【科學講堂】從基因看天分 學得快靠方式

2019-11-28
■十姊妹是種群居、經常互相溝通的雀鳥。 網上圖片■十姊妹是種群居、經常互相溝通的雀鳥。 網上圖片

大家學習的速度有快有慢:有人一目十行、一學就會;有人學習如「拉牛上樹」、事倍功半。再者,縱然是同一個人,在不同的環境、不同的科目之下,學習的進度還是可以大不相同:有時是一蹴而至,有時卻是費盡心神,還是摸不蚗Y腦。現在我們都知道什麼是基因,那麼是否基因決定了我們的學習能力呢?學習的環境、方法,對我們又有什狩v響呢?這些問題,一直是生物、心理學、教育等等範圍以內的重要課題。今天就和各位討論一個近來跟這個題目有關的研究。

先天基因雖重要 環境後天可補救

現在我們對基因的認識愈來愈深,大家已經到了嘗試利用基因去推算個人能力和未來的地步。比如說,已有研究利用基因去評估嬰兒在未來患上精神分裂症的風險。明尼蘇達大學雙城分校助理教授James Lee和他的研究夥伴,就分析了110萬人的基因,從而在基因中找出了1,271個與未來教育成就有關的地方;他們因此而設立的一個評分方法,可以解釋被研究對象之間的教育成就差異高達13%。

不過這是否代表,假如我們天生下來缺少了「擅長讀書」的基因,我們就可以直接「認命」,拋開書包?這又好像有點言之尚早,因為一直以來,學者們都察覺到環境與基因的相互影響,知道基因並不是決定未來的唯一因素。只是相關的研究,要同時控制基因和環境的因素,進行起來並不容易。

加州大學三藩市分校的David Mets與Michael Brainard,就用十姊妹(Bengalese finches)這種群居、經常互相溝通的雀鳥進行相關的實驗研究。跟人類一樣,學習對鳥類也十分重要:不能學會自己族群叫聲、歌聲的雀鳥,可能會被邊緣化,不能結識同伴、繁衍後代。

在Mets跟Brainard的實驗中,一些幼鳥直接跟牠們的親生父親學習歌唱;另外的一些幼鳥,卻在孵化之前被放進其他的鳥巢當中,所以在牠們孵化以後,是跟與牠們基因不太相同的「養父」學習的。

Mets與Brainard發現,幼鳥跟生父學習唱歌,比跟養父學得更好。這樣的結果,可能是因為不同的基因導致了不同的學習偏好;親生父子基因相近,互相學習起來應該更加得心應手。

父親歌聲易學習 養父教導亦不差

不過如前所述,基因好像並不是唯一的因素。Mets和Brainard同時發現,幼鳥有牠們先天(也就是由基因決定的)對音樂速度的偏好。當所教的歌曲跟牠們偏好的速度一致,縱然是由養父所教,幼鳥也可以學得很好:偏好快歌的幼鳥,跟養父學習快歌也可以得心應手。

可是,如此學習差異,會否是源於生父養父教學的不同:雀鳥可能有辦法分辨哪些幼鳥是自己的「親生骨肉」,因此在教導唱歌的時候,在有意無意之間有所不同?

為了解開這個疑問,Mets與Brainard運用了一個電腦系統,用合成的音樂去教導幼鳥。

他們再一次發現,樂曲的速度與幼鳥學習的效果有密切的關係:當這些合成音樂改成牠們生父偏愛的速度的時候,幼鳥的學習進度也會隨之而改善。

如此看來,找到適合自己學習的方式可能十分重要。不過這個有關鳥類的發現是否也適用於人類,就可能需要更進一步的研究了。■張文彥 香港大學理學院講師

短暫任職見習土木工程師後,決定追隨對科學的興趣,在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位,修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師,教授基礎科學及通識課程,不時參與科學普及與知識交流活動。

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