Fortsatta framgångar inom beteendegenetisk utbildningsforskning

För en tid sedan skrev jag ett till synes uppskattat blogginlägg om den beteendegenetiska utbildningsforskningen där jag ställde frågan om hur den genetiska forskningen skulle kunna hjälpa fler barn att lyckas i skolan.

Sammanfattningsvis redogjorde jag för ett antal tvillingstudier som tydligt visade att över hälften av de individuella skillnaderna i skolprestationer i tonåren kunde tillskrivas ärftliga faktorer samtidigt som både delade familjemiljöfaktorer och individspecifika faktorer också bidrog till att förklara skillnaderna. Den höga ärftligheten för skolprestationer förklarades till hälften av kognitiva förmågor (IQ) och ytterligare 25% av personlighetsegenskaper hos eleverna. Det var inte bara skolprestationerna som förklarades till en betydande grad av ärftliga faktorer utan även val av gymnasieprogram, något som ger stöd för aktiv gen-miljökorrelation, nämligen att människor väljer och skapar sig miljöexponeringar som delvis ligger i linje med deras ärftliga predispositioner. Avslutningsvis presenterade jag den vid tidpunkten största molekylärgenetiska studien som hade identifierat 74 platser i vår arvsmassa som var associerade med utbildningslängd. 

Nedan kommer jag att sammanfatta några av de mer intressanta studierna som har publicerats inom det här fältet sedan jag skrev mitt ursprungliga inlägg. 

Den största molekylärgenetiska studien för utbildningslängd
Beteendegenetikens fjärde lag säger oss att beteenderelaterade utfall är genetiskt komplexa och förklaras därför av ett stort antal genvarianter som var för sig har en liten effekt men som tillsammans är starka. För att kunna identifiera de små effekterna av varje enskild genvariant behövs enorma genetiska studier. För utbildningslängd har det numera publicerats tre storskaliga studier. I den första studien hittade man tre platser i arvsmassan som var associerad med utbildningslängd baserat på 100,000 deltagare. I den andra studien hade man tredubblat antalet deltagare och kunde på så vis öka antalet identifierade platser till 74 stycken. I somras kom den tredje och mest omfattande studien i Nature Genetics. Studien kallas för EA3-studien (Educational Attainment 3). Man hade då lyckats genomföra genetiska analyser på 1,1 miljoner individer och identifierade cirka 1300 genvarianter som var associerade med utbildningslängd. I takt med att fler genvarianter identifieras förbättras forskarnas möjligheter att predicera vilka barn som kommer att ha antingen lättare eller svårare att klara sig genom utbildningssystemet och därmed livet i övrigt. 

I den senaste studierna fann forskarna att de identifierade genvarianterna förklarade c:a 10 procent av variationerna i utbildnings- och kognitionsutfall bland deltagare i externa datamaterial som inte hade använts för att identifiera generna. De externa studierna inkluderade Add Health (4775 deltagare) och Health and Retirement Study (HRS, 8609 deltagare). Det kanske låter lite fjuttigt med 10 procent men det rör sig om tämligen starka effekter för extremerna av fördelningen. Forskarna skapade genetiska index där högre värden indikerade att personerna bar på fler genvarianter som var associerade med högre utbildningslängd. Därefter delades dessa index in i fem jämnstora kategorier. Det visade sig att av de personer som hamnade i de lägsta indexgrupperna hade ungefär en av tio klarat av högskolestudier medan cirka hälften av de som tillhörde den högsta indexgrupperna hade gjort detsamma. 

Dessa genetiska index kan med fördel numera kombineras med andra miljöfaktorer för att predicera olika utfall. För högskolestudier visar det sig det genetiska utbildningsindexet presterar minst lika bra om inte bättre än hushållsinkomstdata (se nedan). I takt med att de molekylärgenetiska studierna blir allt större kommer dessa index att bli ännu mer informativa.  

Genetiskt utbildningsindex för sysselsättningsstatus bland 18-åringar 
En väldigt färsk studie som omfattade 5839 18-åringar visade att de som hade ett högre genetiskt index för utbildningslängd (baserat på EA3-studien) var betydligt mer sannolika att ägna sig åt högskolestudier än att antingen förvärvsarbeta, ingå i lärlingsprogram eller att inte ha någon meningsfull sysselsättning.

Är det genetiska indexet kausalt relaterat till utfallen?
Det faktum att man identifierar genvarianter som är vanligare hos personer med högre utbildningslängd innebär inte per automatik att den högre utbildningslängden har orsakats av genvarianterna. Ett sätt att testa huruvida effekterna av de genetiska indexen är i linje med en kausal tolkning (orsakssamband) är att jämföra syskon som har olika indexvärden. Syskonjämförelsen kontrollerar då för samtliga faktorer som är konstanta inom uppväxtfamiljen. Detta genomfördes i en uppföljningsstudie till EA3-studien. 

Studien fann att de syskon som hade högre genetiska indexvärden för utbildningslängd också tenderade att ha bättre utfall med avseende på utbildning, yrkesprestige och förmögenhet jämfört med sina syskon som hade lägre genetiska indexvärden. Detta replikerades i ett antal olika studier som hade genomförts i Storbritannien och USA och det ger ett empiriskt stöd för att de genetiska effekterna inte kan förklaras av andra familjära (miljö-)faktorer. De mörkblåa staplarna mäter effektstorlekarna mellan obesläktade individer medan de ljusblåa staplarna mäter effektstorlekarna inom familjer, mellan syskonen:

Skolprestationer är stabila över tid och stabiliteten är starkt ärftlig
Forskarna bakom den nationellt representativa brittiska tvillingstudien
TEDS (se det tidigare inlägget för detaljer) har genomfört en studie där de undersökte bestämningsfaktorer för tvillingarnas skolprestationer från grundskolan upp till gymnasiet. Det visade sig att de relativa bidragen av ärftlighet (A), delade familjemiljöfaktorer (C) och unika miljöfaktorer (E; inkluderar även mätfel och slumpfaktorer) var väldigt stabila över tid för varje ämnesområde:

De fann därtill att skolprestationerna var väldigt stabila över tid. Detta innebär exempelvis att de som tenderade att prestera dåligt i början av grundskolan tenderade att fortsätta att göra det genomgående fram till gymnasiet. På liknande sätt gick det i genomsnitt ungefär lika bra för de elever som presterade bättre vid skolstarten. Den genomsnittliga korrelationen mellan prestationerna över tid uppgick till 0.7, vilket betyder att prestationerna överlappade till cirka 70 procent över tid. Ifall den genomsnittliga korrelationen hade varit 1.0 istället hade det inneburit att eleverna hade fått exakt samma betyg från grund- till gymnasieskolan. Forskarna blev därefter intresserade av att undersöka vilka faktorer som förklarade stabiliteten i skolprestationer. De fann att ärftliga faktorer förklarade 70 procent av stabiliteten, 24 procent tillskrevs delade familjemiljöfaktorer och de resterande 6 procenten till individspecifika faktorer. 

Vilken roll spelar familjemiljön för universitetsframgångar?
En del av de tvillingarna som ingår TEDS-studien har numera börjat att studera på universitetsnivå och forskarlaget har därför valt att studera de faktorer som tycks påverka utfallen på universitetsnivå bland cirka 3000 tvillingpar. Mer specifikt har forskarna undersökt resultaten från antagningsproven (Entrance exam achiv.), huruvida personerna valde att studera vidare (Uni enrol.), kvalitetsgraden av universiteten som de läste vid enligt nationella rankningar (Uni qual) och personernas faktiska prestationer på universitetsnivå (Uni achiev.). 

I likhet med de tidigare studierna som fokuserade på skolval/-prestationer i grund- och gymnasieskolan visar det sig att ärftliga faktorer förklarar cirka hälften av de individuella skillnaderna i de studerade universitetsutfallen. Dessa fynd är inte särskilt oväntade. Däremot är det väldigt intressant att delade miljöfaktorer inom familjen förklarar 36% av de individuella skillnaderna att studera vidare på universitetsnivå samtidigt som de tycks vara tämligen irrelevanta när det kommer att förklara skillnader i faktiska prestationer på universitetsnivå. Något förenklat kan man sammanfatta detta som att föräldrar tycks ha en betydande effekt på att få sina vuxna barn att läsa vidare på universitetet men att de inte tycks ha någon närmare effekt på barnens tentaresultat. 

Skolform och elevers skolprestationer?
I Storbritannien föreligger det stora skillnader i skolprestationer mellan de elever som genomgår sin utbildning inom ramen för olika skolformer. Man kan grovt sett dela in dessa i tre former; allmänna skattefinansierade skolor utan antagningskrav, selektiva skolor som är skattefinansierade men som har antagningsprov och privata skolor som är likaledes selektiva men som även tar ut höga avgifter. Det har länge funnits en föreställning om att skillnaderna mellan selektiva och allmänna skolor förklaras till stor del av pedagogiskt mer skickliga lärare med större resurser. Detta har gått så pass långt att lärare som är verksamma på selektiva skolor inte sällan åker ut till sina kollegor i de allmänna skolorna för att lära dem att bli bättre pedagoger. Men hur stor effekt har skolformen på elevernas skolprestationer egentligen?

För att undersöka den här frågan är det viktigt att ha i beaktande att det inte är slumpmässigt vilka elever som hamnar i olika typer av skolor. Det skulle eventuellt kunna vara som så att de barn som går på de selektiva skolorna bär på fler gener som har visat sig vara associerade med en högre utbildningslängd. Eftersom forskarna bakom TEDS-studien hade DNA-information på 4814 tvillingar kunde de mäta just detta och så visade sig vara fallet:

För de mer statistiskt intresserade kan man konstatera att det visade sig att barnen som gick på de selektiva skolorna hade i genomsnitt strax under en halv standardavvikelse högre poäng på det genetiska indexet för utbildningslängd jämfört med de barn som gick på de allmänna skolorna. Det förelåg inga statistiskt signifikanta skillnader mellan de två selektiva skolformerna. 

Forskarnas huvudsakliga intresse här var dock en annan, nämligen att undersöka huruvida skolformen förklarade skillnader i prestationer efter att man hade justerat för barnens bakgrundsfaktorer. Det visade sig att efter justering för det genetiska utbildningsindexet, föräldrarnas socioekonomiska status, barnens kognitiva förmågor och tidigare skolprestationer fanns det inga skillnader kvar i skolprestationer mellan skolformerna. Det fanns således inte mycket som talade för att det var pedagogernas skicklighet och skolans resurser som förklarade skillnaderna.

Utbildningsgenetik för kriminalitet?
Det genetiska utbildningsindexet kan även användas för att predicera andra utfall. I en studie från förra året hade ett forskarlag jämfört personer som hade blivit lagförda för brott och kontrollpersoner i Storbritannien och Nya Zeeland. De noterade att den förra gruppen hade bar på betydligt färre genvarianter som var associerade med utbildningslängd (baserat på EA2-studien): 

Fyndet förklarades i hög utsträckning av att ett lägre genetiskt index för utbildningslängd var associerat med lägre kognitiva förmågor, sämre självkontroll, skolk och andra problem i skolan när deltagarna var barn. Ju bättre våra möjligheter blir att predicera sådana utfall, desto tidigare kan vi sätta in preventiva insatser. 

Påverkar kapitalism genetikens betydelse?
En väldigt intressant estnisk studie undersökte hur pass mycket av variationen i utbildningslängd (educational attainment, EA) och yrkesprestige (occupational status, OS) som kunde tillskrivas det genetiska utbildningsindexet under Sovjet-eran och perioden därefter. Det visade sig att det genetiska indexet fördubblade sin förklaringskraft efter att kommunismen föll. Anledningen till detta beror till stor del på att ett meritokratiskt system kommer att premiera individegenskaper som är måttligt till starkt ärftliga.   

Sammanfattning
Utvecklingen går hastigt framåt inom den beteendegenetiska utbildningsforskningen och rönen som har publicerats under det senaste året har ökat vår förståelse för såväl varför individers prestationer varierar till varför de väljer olika utbildningsbanor och får på så vis olika livsutfall. Förhoppningen är att den här forskningen skall på sikt ge oss bättre verktyg för att utveckla effektiva insatser tidigare i livet för  de individer som har ökade risker att utveckla specifika typer av inlärningssvårigheter och problembeteenden. 

Kommentera