史丹佛大學教授羅伯特.薩波斯基在大學部的課程《人類行為生物學》中,對表觀遺傳學觀點——即特定性狀是基因與環境相互作用的結果——做了極佳的解釋。2薩波斯基教授以假想的案例來說明基因和環境的關係及相互作用,在此為了便於理解,我想透過其他假想案例來說明。以下假定有與某種植物成長相關的三種基因改造體1、2、3號。
生長在沙漠上的這種植物,帶有1、2、3號改造基因的植株高度均為50公分。而生長在潮濕叢林地區的這種植物,高度均為1公尺。(100%受到環境影響)
當生長在沙漠的這種植物帶有1號改造基因(GMO)時,植株高度為10公分;帶有2號改造基因時,長到50公分;帶有3號改造基因時,長到1公尺。另一方面,生長在叢林裡的這種植物也出現同樣的趨勢。(100%受到遺傳影響)
生長在沙漠的這種植物按照1、2、3號改造基因,高度分別為10公分、50公分、1公尺。但是,生長在叢林的這種植物按照1、2、3號改造基因,高度則分別為1公尺、50公分、10公分。(基因與環境的相互作用)
案例一的情況,基因對植株高度一點影響都沒有,只有環境產生100%的影響。在潮濕的地方,無論基因如何改造,這種植物都會長得很高大。
案例二的情況,基因對植物有100%的影響,而環境則沒有任何影響。無論是在乾燥或潮濕的地方,帶有1號改造基因的植物高度很矮,帶有2號改造基因的植物高度中等,帶有3號改造基因的植物則非常高大。
案例三的情況,環境和基因相互作用。該基因的1、2、3號改造體會隨著氣候條件的不同,有不同的運作方式。也就是說,在沙漠之類的乾燥地區,1號基因改造體植株高度很矮,3號很高;相反地在叢林之類的潮濕地區,1號很高,3號很矮。這時就必須同時考慮環境和基因的影響。對於案例三的情況,只問三種基因改造對植株高度有什麼影響是沒有任何意義的,因為這種高度的改變取決於氣候。同樣地,只問氣候對植株高度有什麼樣的影響,也是沒有意義的,因為要看植物帶有哪種改造基因。換句話說,環境的影響會受到基因的限制;同時,基因的影響也會受到環境的限制。
現實中如案例一或案例二那樣,只受到基因或環境單一因素影響的情況非常罕見。大多數情況如同案例三那樣,都是在基因和環境相互作用之下產生的影響。相互作用的方式往往更複雜、更奇妙,例如,相較於改造基因1、2、3號在沙漠中對植株高度完全沒有任何影響的情況,在叢林中則產生非常強烈的影響。因此,如果只觀察在沙漠生長的植物的話,就會誤判改造基因1、2、3號與植株高度一點關係都沒有。
沉迷於基因決定論的人,把基因當成如同案例二那般的萬能。只要一說到環境的重要性時,就誤以為是像案例一中所提到的情況。然而實際上,基因表現絕大多數是按照案例三的情況。所謂「環境很重要」指的是案例三的情況,而不是案例一。
與案例三一樣,作為與環境相互作用,影響人類行為和精神健康而被廣泛研究的基因,就是生產單胺氧化酶A型(Monoamine oxidase A,MAO-A)的基因。生產這種酵素的基因名稱,為了方便起見,就稱為MAO-A基因。
MAO-A是一種酵素,能氧化並清除突觸中存在的神經傳導物質,例如血清素。當MAO-A基因發生變異(正確地說,是因為MAO-A啟動子功能異常)導致無法正常生產單胺氧化酶的時候,在其他條件相同的情況下,突觸之間就會存在較多的血清素。
事實上,抑制單胺氧化酶會增加突觸之間存在的血清素含量,利用這一作用機制製造的憂鬱症治療劑就是單胺氧化酶抑制劑(MAO Inhibitor,MAOI)。MAOI和選擇性血清素回收抑制劑(Selective Serotonin Reuptake Inhibitor:SSRI)都是代表性的憂鬱症治療藥。MAOI可以藉由抑制單胺氧化酶來防止血清素的氧化,SSRI系列的藥物可以防止分泌出來的血清素被重新吸收而從突觸中消失。這兩類藥物都具有提高存在於突觸之間血清素含量的效果,會使病患心情變好,憂鬱感也隨之消失。SSRI系列的代表性藥物「百憂解」又被戲稱為「快樂丸」(happy pills),被認為是一種可以製造快樂的神丹妙藥。這種叫法過於單純化,好像只要增加突觸之間存在的血清素含量就可以感到快樂似地,但人腦的運作方式可沒有那麼簡單。
促使人們對MAO-A基因產生興趣的著名論文,是1993年發表在學術期刊《科學》上的一篇有關荷蘭家庭的論文。3這個家庭的成員們因為MAO-A基因的變異,完全無法生產分解血清素等的酵素(酶)。因此,儘管突觸之間存在的血清素含量非常多,但他們卻顯出極端的憤怒調節障礙與衝動性的攻擊傾向。這種傾向尤其在男性成年人身上更為明顯。這篇論文的作者們感到十分迷惘,因為過去許多研究報告都表明血清含量愈低,攻擊傾向就愈高,而這已經被視為一種定論。這些作者們在結論中並沒能對自己的這項研究結果作出適當的解釋,只提出了幾點猜測。因此,他們主張有必要在後續研究中透過動物實驗之類,就像這個荷蘭家庭一樣,進行抑制MAO-A基因運作的實驗。
兩年後,一篇回應上述主張的論文發表在同一家學術期刊《科學》上。該論文的研究人員對老鼠進行了MAO-A基因改造,使其像荷蘭家庭一樣無法生成分解血清素等的酵素。實驗結果顯示,老鼠們出現極端恐懼的反應,尤其是成年雄鼠表現出強烈的攻擊傾向。但令人驚訝的是,這些老鼠的血清素含量是正常老鼠的九倍之多。
在許多測量身體血管內血清素含量或通過藥物暫時調節血清素含量的研究中,發現「血清素含量愈少」,越可能出現高度攻擊性和壓力反應。但是,研究MAO-A基因的論文報告卻說由於基因變異導致人體無法分泌單胺氧化酶,結果「血清素含量愈高」,愈可能顯出高度攻擊性和壓力反應。這些互相矛盾(嚴格來說是看起來矛盾)的研究結果,令學者們陷入混亂,於是便有形形色色的臆測和各式各樣的解釋出現。那麼,到底是怎麼回事呢?
圍繞著MAO-A基因的爭議,是顯示神經系統運作方式沒那麼單純的代表案例。突觸之間的血清素含量對壓力和攻擊性程度有什麼樣的影響呢?對於這問題的答案是「視情況而定」。例如,憂鬱症患者因為壓力和憂鬱症症狀造成血清素含量低於正常水準的狀態,那麼治療時使用MAOI或SSRI系統的藥物會有助於提高血清素含量。在這種情況下,提高血清素含量可以降低攻擊性,緩解憂鬱症症狀。
相反地,如果MAO-A基因由於遺傳上的缺陷從一開始就無法正常發揮作用的話,那就另當別論,因為身體會以各種方式來適應這種情況。由於基因變異的人從一開始就缺乏單胺氧化酶,因此身體細胞為了克服這個困難就會配備相應的系統,可以強力運轉重新吸收無法氧化的血清素。同時,這個系統也會藉由大幅減少能夠使血清素作為神經傳導物質發揮作用的血清素受體(5-HT受體),讓突觸之間存在的血清素無法另作他用。因此,通過藥物暫時增加的血清素含量和因為MAO-A基因變異原本就很多的血清素含量疊加在一起,最後就出現正好相反的行為模式。薩波斯基教授能夠對圍繞著MAO-A基因變異對血清素效果的爭議,作出如此條理分明又乾淨俐落的整理,令我肅然起敬。當然,他的解釋也可能存在弱點,說不定未來會有其他的研究證明這種解釋是錯誤的。但是相較於到目前為止許多與MAO-A基因相關的論文和爭議所表現出來的混亂,薩波斯基教授合乎邏輯的解釋已經非常具有說服力了。
MAO-A基因由於變異而無法正常生產酵素時,會表現出攻擊傾向。部分學者對這個結論深感興奮,甚至稱之為「戰士基因」(Warrior Gene)上演了一齣鬧劇。有學者分析,在紐西蘭原住民毛利族中MAO-A變異基因攜帶者,也就是「戰士基因」攜帶者的比率很高,所以他們的暴力傾向可能更強烈。甚至還出現法院對殺人犯的判決中,對攜帶該基因的人予以減輕刑罰的事情。法院接受律師的主張,認為該殺人犯因為攜帶「戰士基因」,所以天生就具有攻擊性,判決時應該予以考慮。「戰士基因」概念面臨諸多批判,這項爭議也完整暴露出草率簡化基因對人類行為的影響可能導致的問題。許多人對特定基因都有如上述案例二一樣的誤解。但是大部分的基因卻是像MAO-A一樣,如案例三的方式發揮作用。
攜帶MAO-A變異基因的人當中,只有童年有過被虐待經驗者才會顯現出反社會暴力傾向。即使攜帶了MAO-A變異基因,但童年時沒有被虐待過,而是在良好的環境下長大的話,其暴力傾向或精神健康方面反而會比MAO-A基因正常的人狀況更佳。也就是說,MAO-A基因的變異會給在良好環境中長大的人帶來值得期許的結果,但會放大在惡劣環境下長大的人的暴力傾向。其他研究報告也證實,MAO-A基因的變異只有在童年受虐的情況,才會表現出情緒障礙和社會認知能力低下的結果。MAO-A基因的變異會帶來什麼樣的結果,取決於這個人的成長環境;而成長環境又會對這個人產生什麼樣的影響,則要看MAO-A基因是否變異。這種情況可以說就是典型的案例三。
另一方面,不僅是MAO-A基因,5HTT基因的變異也以類似的方式發揮作用。5HTT基因會生產一種蛋白質,可以重新吸收突觸之間的血清素。眾所周知,5HTT基因的變異與憂鬱症有很大的關係,尤其是對長期暴露在壓力下的人來說影響力非常大。不過即使攜帶了5HTT變異基因,也必須在承受大量壓力的情況下,才會誘發憂鬱症,所以也是典型的案例三情況。
持續有研究報告指出,MAO-A基因的變異只限於兒時受虐或經歷過心理創傷的人,長大以後才會誘發攻擊性和反社會行為。針對27項將MAO-A基因(正確地說,是MAO-A基因啟動子)變異效應與童年受虐及心理創傷經驗相關聯的研究進行統合分析的結果顯示,這種傾向在男性身上特別明顯,有可能是因為MAO-A基因就存在於X染色體上。在女性方面,MAO-A基因的變異效應和童年受虐並沒有產生明顯的相互作用。但即使只是少許的受虐經驗,仍舊會成為誘發反社會行為的因素。也就是說,女性方面,比起MAO-A基因的變異與否,童年受虐的環境因素會成為誘發攻擊傾向和反社會行為的更主要原因。
基因影響人類傾向或行為的方式大致可以分為三種。我們先假定,小時候經歷了愈多情緒或身體受虐等惡劣環境的人,長大以後出現焦慮症、憂鬱傾向、攻擊性等情緒障礙的機率就愈高。從【圖3-1】所顯示的三種圖表都表明,環境愈惡劣,誘發情緒障礙的可能性就愈高。不過,根據基因效應,圖表的型態也會有所不同。
圖表①顯示,無論基因是否變異,環境愈惡劣,出現情緒障礙的可能性明顯愈高。當然,這種可能性在有變異基因的情況會比沒有的情況稍微高一點,但差異很小。這裡面最重要的因素是環境。
圖表②顯示,無論環境好壞,在存在特定基因變異的情況下,出現情緒障礙的可能性明顯較高。當然,環境愈惡劣,可能性也會稍微提高,但差異很小。在這種情況下,基因是否變異才是最重要的。
然而,現實中如圖表①或圖表②由環境或基因單方面行使主導權的情況少之又少。基因效應大多數如圖表③所示,也就是透過與環境的「相互作用」表現出來。這裡即使不存在基因變異的情況,環境愈惡劣,情緒障礙出現的可能性就高一些。但是,如果存在基因變異的情況,環境愈惡劣,情緒障礙就會更嚴重。一個有趣的現象是,當基因存在變異時,若環境良好,情緒障礙的可能性反而低於基因無變異的情況。然而,在環境惡劣的條件下,基因變異則會顯著增加情緒障礙的風險。換言之,環境完全改寫了基因的影響:在良好環境中,基因變異帶來的影響是正面的;而在惡劣環境中,則可能加劇問題。因此,該基因的變異雖然與情緒障礙的誘發有所關聯,但也有可能發揮好的影響,或發揮不好的影響。這也表示,不能將該基因變異一概斷定是「提高誘發情緒障礙可能性的壞事」。如果非要定義的話,應該說該基因的變異提高了對環境反應的「敏感性」。有該變異基因的存在時,會對環境產生更敏銳的反應,因此在愈好的環境下會出現愈好的效應;在愈壞的環境下會出現愈壞的效應。許多基因的變異都是以這樣的方式發揮作用的,代表性的案例就是我們前面探討的MAO-A基因變異和5HTT基因變異。
人類的傾向或行為並不是由特定基因單方面決定的,即使是受到特定基因強烈影響的特定傾向,也必然會受到環境因素的調節,改變該基因影響的意義。心理肌力訓練可以說是不斷為我們的身心提供健康的體驗條件和環境,從表觀遺傳學的角度來看,心理肌力訓練的目的,就是創造一個與基因表現相關的良好環境。
關於同卵雙胞胎的研究往往會誇大基因的力量,但很難說這些有關遺傳條件完全相同的同卵雙胞胎研究結果證明了基因的先天遺傳(heredity)效應。第一,單純比較同卵雙胞胎和異卵雙胞胎時的問題。同卵雙胞胎長相和性別相同,異卵雙胞胎長相(身高、體型、臉孔)不一樣,性別也可能不同。因此在成長過程中可能受到父母或家人等周圍人們不同方式的對待。換句話說,同卵雙胞胎和異卵雙胞胎不僅存在基因差異,而且在提供的環境上也會產生差別。
第二,注意力缺失症(Attention Deficit Disorder,ADD)的情況。被不同家庭收養的同卵雙胞胎中,當一個為ADD時,另一個也是ADD的可能性超過50%,這無法單純地當作是「遺傳效應」。因為如果想將此視為遺傳效應,那麼基因完全相同的同卵雙胞胎,無論處於何種環境下都應該顯現出接近100%的一致性才對,但事實並非如此。此外,「收養」本身也有效應。與未被收養的其他普通孩子們相比,經歷「收養」過程的孩子童年時期會承受著極大的心理負擔。成為新的家庭成員這件事本身,對孩子來說本身就是莫大的壓力。
同卵雙胞胎即使被不同的家庭單獨收養,出生前和出生後這兩個關鍵時期也會經歷一模一樣的環境。收養再怎麼早,也是在出生後過了幾個月才會進行。換句話說,同卵雙胞胎不僅在母親子宮內有九個多月的時間共享相同的環境,出生後幾個月期間也處在幾乎相同的環境條件下。決定將孩子送養的產婦,通常都是因為自己無力撫養孩子,這些產婦有很大的可能在懷孕期間比其他孕婦承受了更高的壓力。如前所述,孕婦血液中的壓力荷爾蒙數值對胎兒頭腦和身體的發育會產生相當大的影響。出生前和出生後經歷的母親壓力程度,對於被不同家庭收養長大的同卵雙胞胎來說,也等於是處在條件完全相同的特定環境中。
一般來說,兄弟姊妹雖然比不上雙胞胎,但也共享相當程度的基因。然而,即使由同一對父母生下來撫養長大,按照出生順序ADD的發病率也有顯著的差別。通常ADD更常出現在第一個孩子身上,理由當然不是因為遺傳上的差異,而是環境的差別。
由同一對父母生下來、在同一個家庭裡長大的孩子們,住在同一個家、上附近同樣的學校、吃同樣的食物、生活在相似的環境裡。然而,根據馬泰博士的解釋,這些事情的重要性對孩子們的頭腦發育只是次要的。真正對孩子的頭腦發育和精神健康最重要的環境,是「父母的情緒狀態」。尤其是父母的心理健康狀態是引發子女ADD最普遍、也是最主要的原因。幼兒往往是透過父母來認識和體驗這個世界,所以父母即使不是有意為之,但父母的表情、嗓音、微妙的焦慮感或厭煩等情緒信號,卻是決定孩子們如何認識和體驗這個世界的重要因素。正因為如此,第一個孩子和第二個孩子所體驗到的父母情緒狀態,往往存在非常大的差別。
一般來說,作為老大出生的孩子在人生的第一個階段是以「獨生子女」的身分長大的。由於是夾在父母之間唯一的存在,所以基本上這些孩子對自己的存在感到十分不安。但是,老二就不一樣了,因為他們一出生就發現有一個處境和自己差不多的「同僚」存在。而且,大部分的家庭在生下老二的時候,通常父母的收入會比生下老大當時要來得多,所以很有可能過著相對來說較為穩定的生活。生養老二的時候,父母在養育幼兒所承受的壓力比起生養老大當時要小得多,因為已經有了經驗。此外,父母通常會把期待集中在第一個孩子身上,所以他們希望老大必須凡事跑在前面,作個開路先鋒。譬如,老大必須第一個上小學盡到學生的本分,也必須第一個成為國中生、高中生,作弟弟妹妹們的榜樣。因此,老大通常都會承受莫大的壓力。
老大出生時的父母大部分都是從來沒有育兒經驗的新手,在經濟上也比較拮据,而且自己承受的壓力愈大,對孩子的期望就愈高。老二出生時父母已經有了育兒經驗,養育孩子較為從容,經濟上也更寬裕些,壓力也沒以前那麼大,對孩子的期待相對來說就會比較低。也就是說,老大和老二各自經驗的父母和家庭的環境是不一樣的。以馬泰博士為例,他在50歲之後被診斷出有成人ADD。他自己出生於第二次世界大戰前,是在納粹入侵匈牙利之前出生的,而他的弟弟妹妹們則是在戰爭結束、和平時代到來之後才出生。
現在,讓我們回到之前的問題——基因和環境哪個更重要?當然兩者都重要,因為這兩個因素共同影響著人類的傾向。就像正方形的橫邊和豎邊,「基因和環境哪個更重要?」這個問題,就像在問「求正方形面積時,橫邊和豎邊的長度哪個更重要?」一樣。
那麼,我們是否應該對基因和環境都重要的答案感到滿意呢?當然不是。我們想要的是加強心理肌力,提高成就力量。心理肌力取決於基因和環境兩種因素的相互作用。基因是與生俱來,所以我們很難改變基因。但是我們可以改變會影響基因運作方式和表現的環境。因此對我們來說,現實中更重要的往往是環境。
因為MAO-A基因的變異而出現高攻擊傾向和反社會行為的人,他們的心理肌力可以說都很薄弱。這種傾向很有可能與杏仁核的活化有關,因為杏仁核的活化會減弱心理肌力關鍵的前額葉皮質功能。就如前面所探討的一樣,即使攜帶MAO-A變異基因,只要童年未曾受虐,在良好的環境下長大的話,就不會成長為一個攻擊性強、心理肌力薄弱的人。因此,為了不讓孩子成長為一個有強烈攻擊傾向的人,我們應該關注的不是基因,而是為他們創造值得期許的家庭環境。在家庭裡得到足夠關愛的孩子,會比沒有受到足夠關愛的孩子更有可能成長為前額葉皮質更加活躍、心理肌力更加結實的人。如果整個社會都能認識到良好家庭環境的重要性,從制度上和文化上加以努力的話,那麼一定能幫助更多的孩子成長為具有健康心理肌力的人。
影響基因運作方式的「環境」條件涵蓋的層次很廣,從構成我們身體的細胞內分子生物學層面算起,細胞、荷爾蒙與神經系統,情緒習慣、身體動作、個人、群體、組織、共同體到文化為止都算在內。從微觀到宏觀,所有層次的環境條件都會影響基因表現。尤其是本書所關注的「環境」,就是我們的身體和心理在日常生活中所經歷的各式各樣經驗。而能夠透過在日常生活中重複且有系統的訓練,為我們的身體和大腦所處環境帶來持續性改變的,就是心理肌力訓練。
訓練本身就是將身心反覆置於一個特定的環境中,我們雖然無法藉由這種做法來改變基因,但可以影響基因調控和表現方式。MAO-A基因變異本身是先天的,無法改變,但是只要我們創造一個孩子不會受虐或經歷心理創傷的良好環境,就等於是將MAO-A基因的運作調整到我們所希望的方向。
我們在生活中不斷為自己的身心提供各式各樣的環境,我們吃的食物、行為或運動、情緒的誘發、睡眠習慣、思考和說話方式、與他人的溝通方式和人際關係等等,都是各式各樣會影響基因表現和調控過程的環境條件。本書中介紹透過內在溝通來提升心理肌力的目標,是透過改變我們身心所處的環境,促使我們的身心朝著理想方向發展。本書中將探討各種訓練法,藉由改善「與自己身體的溝通」方式來穩定杏仁核,以及改變「與自己心靈的溝通」方式來活化前額葉皮質。心理肌力訓練也是一種培養自我與身體、自我與心靈之間理想溝通習慣的訓練。