为了表彰马特·麦格(Matt McGue),我们采用了一种独特的个体行为遗传学研究设计方法来撰写这部小说
《BEHAVIOR GENETICS》:Honoring Matt McGue with a Novel Idiographic Behavior Genetics Design
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时间:2026年05月05日
来源:BEHAVIOR GENETICS 2.2
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摘要
马特是一位极具才华的学者,在多个领域(如认知能力、环境影响、物质使用等)做出了开创性的贡献。贯穿他所有工作的核心主题在于他开发了新颖的研究设计和实验方法,这些方法和实验能够以极高的精度进行因果推断。在这篇为他的纪念文集撰写的文章中,我阐述了马特所开发的关键模型和实验及其
摘要
马特是一位极具才华的学者,在多个领域(如认知能力、环境影响、物质使用等)做出了开创性的贡献。贯穿他所有工作的核心主题在于他开发了新颖的研究设计和实验方法,这些方法和实验能够以极高的精度进行因果推断。在这篇为他的纪念文集撰写的文章中,我阐述了马特所开发的关键模型和实验及其对学术界的贡献。由于缺乏新的实证数据,我还介绍了一种新的行为遗传学研究设计——“叙事性非共享环境识别法”——该方法利用针对个体特征的测量工具,首次系统地研究了实际的非共享环境因素。
科学是一项充满挑战但又极具成就感的任务。我们在致力于继承前人留下的宝贵遗产,而这一过程本身便已充满艰难。此外,政治因素(联邦层面、大学内部、部门层面的)、个人 ego、各种议程以及不同性格特点有时会给学术研究带来阴影。更不用说发表论文、申请科研经费、承担行政任务等众多实际工作了。然而,偶尔也会遇到幸运时刻——你可能会发现一个极其重要的研究灵感,或者有机会与一位将科学视为充满激情与合作的伙伴共同探索。马特在这两方面都展现出卓越的能力:他具备敏锐的洞察力,能在多个科学领域取得突破性成果;同时,他拥有我们大多数人难以企及的统计学素养。他不仅才华横溢,还是一位极其善良、体贴且谦逊的人(以至于我敢肯定,他读到这段话时可能会感到有些尴尬)。与马特合作,意味着能够参与到最纯粹、最富有合作精神、最令人兴奋且意义深远的科学研究中。尽管依然充满挑战,但这一切都变得值得了,因为马特的存在让一切变得看似都有可能。他是一位堪称典范的科学家,为行为遗传学领域乃至他的学生们留下了宝贵的遗产。
马特在行为遗传学和物质使用研究领域做出了许多基础性贡献。他关于“初次饮酒年龄”的研究至今仍具有重要意义(McGue 2001)。他在理解智力与认知能力(Bouchard Jr. 和 McGue 1981;McGue 等人 1993)、基因型与环境相互作用中的发展因素(McGue 等人 1993)、人际关系的形成与解体(Elkins 等人 1997;McGue 和 Lykken 1992),以及物质使用和外在病理行为的起源(Krueger 等人 2009)等方面的研究同样具有深远影响。贯穿这些研究的核心是他开发出的新颖方法与实验方法,这些方法能够比传统的家庭研究或其他行为遗传学设计更精确地估计因果关系。尽管马特在统计学方面天赋异禀,但他通常避免过度依赖统计创新,而是倾向于设计结合行为遗传学技术与自然实验优势的新方法。他在研究设计方面的创新无疑是他最重要的学术遗产之一。
他在“共卵双胞胎对照设计”(McGue 等人 2010)方面的改进尤为突出。这种设计借鉴了理想化的反事实因果模型,通过比较双胞胎在环境影响上的差异来推断因果关系。具体而言,该方法利用暴露程度较低的双胞胎来推测如果其暴露程度更高会呈现怎样的状况。根据预测因素与结果之间关联的成因不同,这种差异会在同卵(MZ)和异卵(DZ)双胞胎群体中呈现出不同表现(见图 1a,情景 A)。如果在同卵双胞胎群体中未观察到这种关联,则表明 X 与 Y 之间的关联很可能受到遗传或其他家庭环境因素的影响;如果在异卵双胞胎群体中才观察到关联,则说明这种关联具有遗传性;而如果在两者中都未观察到关联,则表明因果机制同时涉及遗传和共享环境因素(情景 C)。
马特的这些研究不仅推动了学科发展,还提升了其在学术界的影响力。他的许多成果至今仍具有现实意义。例如,先前研究表明婚后男性通常会减少反社会行为,但这一现象未必完全是遗传因素导致的结果,也可能源于选择性偏差——即更少有反社会倾向的男性更有可能结婚。马特和他的同事们通过共卵双胞胎对照设计区分了这两种解释。他们在一个前瞻性双胞胎研究中进行了四次评估,发现即使在结婚前(17 至 29 岁期间),男性在 29 岁时的反社会行为存在显著差异,这明显表明存在选择性因素。更重要的是,同卵双胞胎之间的这种差异同样明显(见图 1b)。
通过这种设计,我们可以以前所未有的方式揭示行为背后的成因。例如,马特和他的同事们利用共卵双胞胎对照设计证明了婚姻对反社会行为的影响:已婚男性反社会行为较少,这可能是由于选择性因素;然而婚姻本身也可能对反社会行为产生“因果”效应(即减少反社会行为)。马特及其团队还创新性地结合了其他自然实验的优势,进一步拓展了该研究方法的应用范围。例如,Zeller 等人利用政策变化的数据分析了大麻合法化对大麻使用的影响(Zellers 等人 2023)。他们发现,居住在大麻合法化地区的个体更倾向于使用大麻,且这种效应在基因相同的同卵双胞胎群体中也存在。此外,他们还发现遗传因素对大麻使用的影响受到法律环境的影响(Zellers 等人 2023)。
马特和他的团队还创新地将暴露时间数据融入基因信息驱动的研究设计中。例如,他与我在 2008 年共同开发了一种新方法,通过分析 610 个收养家庭和生物家庭的离婚时间来探讨父母离婚与青少年反社会行为之间的关联(Burt 等人 2008)。研究发现,即使在离婚发生在孩子出生前,离婚也对青少年反社会行为有显著影响。这种影响在不同类型的双胞胎群体中同样存在,这进一步支持了选择机制的作用。此外,只有经历过离婚的青少年才会表现出反社会行为增加的趋势,无论其是否被收养。这些发现表明,离婚经历而非共同遗传因素才是导致这种关联的关键因素。
总之,马特的一系列创新极大地推动了行为遗传学领域的发展,为后续研究提供了宝贵的方法论基础。他的贡献不仅丰富了学术理论,更为这一学科培养了众多优秀学者。然而,如果这种关联起源于环境因素,那么青少年只有在经历父母离婚的情况下才会表现出增加的反社会行为(ASB),并且这种关联不应因收养状况的不同而有所变化。b 青少年反社会行为(ASB)与父母离婚史之间的关系。为了便于解释效应大小,ASB被标准化为平均值为零,标准差为1.0。结果分别针对收养和非收养(或亲生)青少年进行了展示。只有那些经历过父母离婚的青少年表现出增加的反社会行为,而那些父母曾经离婚的青少年则没有。此外,无论是收养还是非收养的青少年,其结果模式没有明显差异。
马特要求我们在这份专题论文中包含“原创的实证研究”。我考虑了很久,想出了哪些数据可能适合用来研究这个问题,但似乎都没有完全符合要求。最终,我认为最能体现对马特敬意的方法是简要介绍一种我认为对这一领域非常有用的新实验设计。这种设计基于一个难题:客观上共享的或整个家庭共同经历的环境因素(例如父母离婚、家庭成员去世等)确实可以(而且通常也会)导致基因完全相同的兄弟姐妹之间产生差异,这些差异属于“非共享环境”部分。这究竟是如何实现的呢?答案在于人类如何理解和应对这些经历。戈德斯密斯(Goldsmith,1993年)在他的理论中阐述了这一概念,他区分了“客观环境影响”和“实际环境影响”。他指出,兄弟姐妹共同经历的环境因素可以以独特的方式影响到每个孩子(Goldsmith, 1993),从而使这些因素成为特定结果中“非共享环境”变异的一部分。
以父母离婚为例,所有家庭成员都会经历这一事件,因此通常被视为客观上共享的体验。然而,这种冲突对家中的不同孩子来说可能带来的困扰程度各不相同,从而增加了他们结果上的差异。研究表明,青少年对父母冲突的看法比父母对自己婚姻冲突的描述更能预测他们后续的情绪和行为问题(Cummings和Davies, 2002)。此外,据我所知,唯一一项评估青少年对父母冲突看法的双胞胎研究(Nikolas等人,2012年)报告称,这种客观上共享的经历对双胞胎的看法产生了高达42%至70%的非共享环境影响。简而言之,客观上共享的环境因素确实可以有效地使兄弟姐妹之间产生差异。
我自己的实验室的其他实证研究(Carroll等人,2021年)也强烈支持戈德斯密斯的核心观点。2020年的新冠疫情扰乱了全球民众的生活,导致了数百万人的死亡、企业关闭、学校停课、住院等问题。虽然这些情况对所有人来说都是共同的,但在不同家庭中的体验却大不相同:有些家庭经历了大量人员死亡,有些家庭面临的则是学校停课的困扰,还有些家庭则需要应对 essential workers(关键岗位工作者)的挑战。换句话说,疫情相关的干扰在各个家庭中的表现各不相同,但这些干扰对于居住在同一家庭中的所有兄弟姐妹来说都是共同的(即,它们属于客观上共享的环境因素)。尽管这些环境因素具有客观共享的性质,但我们发现,随着疫情干扰的增加,双胞胎在行为问题和情绪困扰症状上的相似度降低了。即使在基因完全相同的双胞胎(MZ型双胞胎)中,这一现象也普遍存在,这表明随着疫情干扰的增加,青少年心理病理学中的非共享环境变异也在增加。换句话说,尽管这些干扰影响了家庭中的每个人,但每个双胞胎的体验方式都是独特的——这正符合戈德斯密斯(1993年)的预测。
鉴于区分客观环境与实际环境的理论基础、实证支持以及在行为遗传学领域的广泛认可度,人们可能会认为已经开发出了新的方法来区分这两种环境。然而事实并非如此。尽管人们已经投入了大量努力来识别特定的非共享环境因素,但这些研究主要集中在客观上不共享的变量上(例如不同的同伴、不同的父母教养方式)。例如,“非共享环境与青少年发展”研究(The Nonshared Environment and Adolescent Development study)的目标就是识别非共享环境因素,主要集中在客观上不共享的体验上(Reiss等人,2000年)。然而几年后,他们和其他研究者得出结论,特定的客观非共享环境因素通常只解释了结果变异的2%左右(Turkheimer和Waldron, 2000)。理论家们进一步指出,非共享环境主要是由独特性和/或短暂的环境因素组成的,这些因素几乎不具有长期的解释力(Plomin和Kawakami, 2025;Rutter等人,1999;Turkheimer和Waldron, 2000)。
我被后者的观点说服,并在多篇论文中从理论和实证角度论证了这一点(Burt, 2009;Burt等人,2015)。不过最近我开始思考,为什么难以识别非共享环境因素的原因可能在于我们所采用的研究方法。Nomothetic方法侧重于收集和分析大量人群的数据,以得出适用于整个群体的因果推断,这是行为遗传学和大多数自然科学领域的金标准(Beck和Jackson, 2020;Robinson, 2011)。相比之下,idiographic方法则侧重于深入理解每个人的独特和主观体验,因此在人文学科中更为常见,但在心理学领域也有应用(Beck和Jackson, 2020;Robinson, 2011)。也许我们需要采用特定于个体的、定性的技术来识别这种非共享环境因素。那么该如何实现呢?我们需要的是可以在大规模样本中收集的、针对个体的定性数据,然后通过标准(即Nomothetic)的行为遗传学模型进行分析。这种方法似乎更适合揭示客观共享环境因素如何导致基因相同兄弟姐妹之间的差异。
叙事身份研究可能正是解决这一问题的关键。叙事身份被定义为“将自己视为自传作者,构建并体验一个生活故事的过程”(Cowan和Lind, 2024,第503页),它关注的是我们为自己所经历的事情讲述的个性化故事。Leanna Clark将这些定性故事称为“第三代人格概念”(Clark, 2025),因为一旦这些故事被编码并在Nomothetic模型中进行分析,它们能够预测个人的幸福感和心理健康的变化(Lind等人,2024),区分严重的精神疾病类型(Cowan和Lind, 2024),并提升人格特质的预测价值(Adler等人,2016)。因此,叙事身份研究提供了一种创新的方法,可以在保持Nomothetic方法普遍性的同时,克服其缺乏个性的特点。
我提出,通过让双胞胎讲述他们的个人故事,我们可以提取出实际非共享环境因素和结果的关键要素——我将这种方法称为“叙事非共享环境识别”(Narrative Nonshared Environmental Identification)。利用现有的叙事身份编码系统(例如Lind等人,2024),这些定性的、针对双胞胎的数据可以收集并编码其中的动机满足感和故事结局的情感价值等主题。对于我们的研究目的来说,这些编码方案是数值化的,并在双胞胎个体层面进行编码,因此适用于标准的行为遗传学方差分解和双胞胎对照分析。通过这种方法,我们可以首次明确地研究和理解像父母离婚、疫情、自然灾害、社区劣势、学校质量、家庭社会经济地位、父母疾病等客观上共享的家庭环境因素对双胞胎的具体影响。
收集和编码叙事非共享环境识别数据是一项繁重的任务,因此值得评估我们能从中获得什么。据我所知,唯一一项研究有效非共享环境感知的研究实际上比一般研究更成功地识别出非共享环境因素(Nikolas等人,2012)。Nikolas等人使用了相关因子模型来评估青少年心理病理学与他们对父母冲突的看法之间的关联(即双胞胎对自我责备、威胁感以及父母婚姻冲突的感知)。正如上文所述,研究结果证实,青少年的看法主要源于非共享环境因素,正如预期的一样。例如,威胁感量表(父母婚姻冲突对他们的负面影响;“当我的父母争吵时,我会担心会发生什么”,6个项目,α=0.83)的遗传性较低(仅占变异的13%),但它表现出显著的非共享环境影响(占变异的70%)。尽管这些非共享环境影响与青少年外化行为的因素没有显著重叠,但它们与内化行为的因素高度相关(rE=0.58)。虽然我们在论文中没有深入探讨这一点,但现在看来这种相关性非常值得注意,因为青少年内化行为的变异也有相当大的非共享环境影响(占变异的42%)。这意味着,个体对威胁的感知在青少年内化行为变异中起到了重要作用。这意味着,随着疫情干扰的增加,同一家庭中的孩子之间的相似度降低了。这些差异即使在基因相同的双胞胎中也是如此,这表明随着疫情干扰的增加,青少年心理病理学中的非共享环境变异也在增加。换句话说,尽管疫情干扰影响了家庭中的每个人,但每个双胞胎的体验方式都是独特的——正如戈德斯密斯(1993年)所预测的那样。
鉴于区分客观环境与实际环境的理论依据、实证支持以及在行为遗传学领域的广泛认可,人们可能会认为已经开发出新的方法来区分这两种环境。然而事实并非如此。尽管确实有人努力识别具体的非共享环境因素,但这些研究主要集中在客观上不共享的变量上。值得注意的是,“非共享环境与青少年发展”研究(The Nonshared Environment and Adolescent Development study)的目标就是识别非共享环境因素,但主要关注的是客观上不共享的体验(Reiss等人,2000)。然而几年后,他们和其他研究者得出结论,特定的客观非共享环境因素通常只能解释结果变异的2%左右(Turkheimer和Waldron, 2000)。理论家们在此基础上进一步指出,非共享环境更多是由独特性和/或短暂的环境因素组成的,这些因素几乎没有长期的解释力(Rutter等人,1999;Turkheimer和Waldron, 2000)。
我被后者的观点说服,并在多篇论文中从理论和实证角度论证了这一点(Burt, 2009;Burt等人,2015)。不过最近我开始思考,难以识别非共享环境因素的原因可能在于我们采用的研究方法主要是Nomothetic方法。Nomothetic方法侧重于收集和分析大量人群的数据,以得出普遍适用的因果结论,这是行为遗传学和大多数自然科学的金标准(Beck和Jackson, 2020;Robinson, 2011)。相比之下,Idiographic方法侧重于深入理解每个个体的独特和主观体验,因此在人文学科中更为常见,但在心理学领域也有应用(Beck和Jackson, 2020;Robinson, 2011)。也许我们需要利用针对个体的定性技术来识别这种非共享环境因素。那么该如何实现呢?我们需要的是能够在大规模样本中收集的、针对个体的定性数据,然后通过标准(即Nomothetic)的行为遗传学模型进行分析。这种方法似乎更适用于揭示客观共享环境因素如何导致基因相同兄弟姐妹之间的差异。
叙事身份研究在这方面提供了可行的途径。叙事身份被定义为“将自己视为自传作者,构建并体验一个生活故事的过程”(Cowan和Lind, 2024,第503页),它关注的是我们为自己经历的事情讲述的个性化故事。Leanna Clark将这些定性故事称为“第三代人格概念”(Clark, 2025),因为一旦这些故事被编码并在Nomothetic模型中进行分析,它们能够预测幸福感的变化(Lind等人,2024),区分不同的精神疾病类型(Cowan和Lind, 2024),并提升人格特质的预测价值(Adler等人,2016)。因此,叙事身份研究提供了一种创新的方法,既克服了Nomothetic研究的非个性化问题,又允许研究者利用Nomothetic方法揭示行为的一般模式。
我建议我们可以通过让双胞胎讲述他们的个人故事来提取实际非共享环境因素和结果的关键要素——我将这种方法称为“叙事非共享环境识别”(Narrative Nonshared Environmental Identification)。利用现有的叙事身份编码系统(例如Lind等人,2024),这些定性的、针对双胞胎的数据可以收集并编码其中的动机满足感和故事结局的情感价值等主题。重要的是,这些编码方案是数值化的,并且在双胞胎个体层面进行编码,因此适用于标准的行为遗传学方差分解和双胞胎对照分析。通过这种方法,我们可以首次明确地研究和理解像父母离婚、疫情、自然灾害、社区劣势、学校质量、家庭社会经济地位、父母疾病等客观上共享的家庭环境因素对双胞胎的具体影响。
收集和编码叙事非共享环境识别数据是一项复杂的工作,因此值得评估我们可能从中获得的好处。据我所知,唯一一项研究有效非共享环境感知的研究在识别非共享环境因素方面确实取得了比一般研究更好的成果(Nikolas等人,2012)。Nikolas等人使用了一系列相关因子模型来评估青少年心理病理学与他们对父母冲突的看法之间的关系(即双胞胎对自我责备、威胁感以及父母婚姻冲突的感知)。正如上文所述,研究结果证实,青少年的看法主要源于非共享环境因素,正如预期的一样。例如,威胁感量表(父母婚姻冲突对他们自身的负面影响;“当我的父母争吵时,我会担心会发生什么”,6个项目,α=0.83)的遗传性较低(仅占变异的13%),但它表现出显著的非共享环境影响(占变异的70%)。尽管这些非共享环境影响与青少年外化行为的因素没有显著重叠,但它们与内化行为的因素高度相关(rE=0.58)。尽管我们在论文中没有深入探讨这一点,但现在看来这种相关性相当显著,因为青少年内化行为的变异也有相当大的非共享环境影响(占变异的42%)。这意味着,个体对威胁的感知在青少年内化行为的变异中起到了重要作用。这表明,针对个体的评估可能部分解决了长期以来的难题:非共享环境因素的影响通常很大,但却很难识别。我希望有朝一日能够进行这样一项大规模的个体化非共享环境识别研究。虽然这样做是为了科学和更准确的因果推断,但我也希望通过这种方式向马特致敬。
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