Di truyền ảnh hưởng tới thành tích học tập như thế nào?

Từng đứa trẻ có thành tích học tập khác nhau. Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu cho biết di truyền có thể giải thích được ⅔ sự khác biệt trong thành tích học tập.

Họ đã chứng minh gen di truyền tác động lên thành tích của trẻ nhỏ tại trường tiểu học, sau khi kết thúc giáo dục bắt buộc và thậm chí là trong những môn học khác nhau.

Nhưng ít ai biết rằng, các yếu tố di truyền và môi trường góp phần không nhỏ trong thành tích của trẻ em trong cả quá trình dài học tập tại trường.

Để nghiên cứu thêm về điều này, chúng tôi đã kêu gọi sự tham gia của hơn 6.000 cặp song sinh thuộc Nghiên cứu Phát triển Song sinh của Anh quốc và phân tích điểm kiểm tra của chúng từ tiểu học cho tới khi kết thúc chương trình giáo dục bắt buộc.

Nghiên cứu mới này cho thấy thành tích học tập của những cặp song sinh tương đối ổn định: những đứa trẻ học giỏi tại tiểu học có xu hướng hoàn thành tốt kì thiChứng chỉ Giáo dục Trung học.

Qua nghiên cứu những cặp song sinh, những nhà nghiên cứu có thể xác định được yếu tố di truyền ảnh hưởng tới thành tích học tập ở mức nào (Ảnh: Getty Images)

Qua những cặp song sinh, chúng tôi có thể ước tính tỉ lệ khác biệt do yếu tố di truyền. Song sinh cùng trứng có gen giống nhau 100%, trong khi song sinh khác trứng giống 50% như những cặp anh chị em khác.

Nếu song sinh cùng trứng có thành tích học tập suýt soát hơn song sinh khác trứng, chúng ta có thể rút ra kết luận rằng: di truyền ảnh hưởng tới học tập. Sau đó, chúng tôi có thể ước tính được khả năng di truyền - hay trình tự DNA khác nhau - dẫn tới sự khác biệt đó như thế nào.

Đội ngũ nghiên cứu phát hiện khoảng 70% thành tích ổn định là do di truyền. Đội ngũ tiếp tục nghiên cứu những yếu tố duy trì thành tích, tức là điểm số của những bài kiểm tra trong tiểu học và trung học vẫn tương đương nhau.

Kết quả là khoảng 70% tính ổn định do di truyền, 25% do môi trường tác động lên cặp song sinh, như lớn lên cùng nhà và học chung cùng trường. 5% còn lại là do môi trường riêng biệt, như có giáo viên khác nhau và bạn bè khác nhau.

Thành tích thay đổi, tức điểm số tăng hoặc giảm chủ yếu do những yếu tố môi trường riêng.

Dĩ nhiên, chúng ta vẫn có thể cho rằng trí thông minh là lí do đứng sau thành tích học tập. Nhưng đội ngũ nghiên cứu vẫn chứng minh được tác động của gen lên thành tích là 60%, thậm chí sau khi đã cân nhắc trí thông minh. Họ đã cho những cặp song sinh làm bài một số bài kiểm tra trong cả thời thơ ấu và khi thành niên.

Điểm số của song sinh tăng hoặc giảm chủ yếu do những yếu tố môi trường riêng, ví dụ như có giáo viên khác nhau. (Ảnh: Getty Images)

Các nghiên cứu về cặp song sinh có thể cho chúng ta biết về đặc điểm chung trong một nhóm dân số đông đảo, song những tiến bộ khoa học gần đây đã và đang tiết lộ nhiều hơn về ảnh hưởng của di truyền với từng cá nhân. Việc xác định các biến thể di truyền liên quan tới thành tích học tập thông qua nghiên cứu kết hợp toàn bộ gen (GWAS) đã có những thành công nhất định.

Những nguyên cứu này cho thấy mối liên hệ giữa dấu hiệu di truyền và những đặc tính nhất định. Tuy nhiên, mỗi dấu hiệu di truyền chỉ giải thích một tỉ lệ rất nhỏ (dưới 0,01%) về sự khác biệt cá nhân trong thành tích học tập.

Gần đây đã cho ra đời một phương pháp quán triệt hơn, tổng hợp hàng ngàn dấu hiệu di truyền được tìm thấy trong nghiên cứu của GWAS nhằm tính toán một ‘điểm đa gen’ trên toàn bộ hệ gen. Phương thức này có độ chính xác ngày càng cao, và được dùng để tính toán chênh lệch trong thành tích học tập của hai cá thể khác biệt.

Nghiên cứu mới gần đây của chúng tôi cũng đã sử dụng dữ liệu từ các phân tích trước đó của GWAS để tạo ra một điểm đa gen cho thành tích học tập. Chúng tôi đã sử dụng điểm này để tính điểm cho một đứa trẻ trong mỗi cặp song sinh để đảm bảo không ai trong nghiên cứu có liên quan tới nhau.

Kết quả dùng để dự đoán thành tích học tập của trẻ ở trường. Kết quả dao động từ 4% chênh lệch trong thành tích ở tiểu học tới 10% ở trung học. Nghiên cứu này đã xác nhận kết quả từ nghiên cứu trước - rằng các di truyền có tác động lên thành tích học tập ở mọi giai đoạn.

Chúng ta cũng có thể xét nghiệm DNA khi sinh để xác định trẻ có gặp trở ngại về đọc hay không và đưa con em đi can thiệp sớm.

Những phát hiện của chúng tôi cho thấy di truyền tác động tới thành tích học tập của trẻ trong suốt thời gian đi học, tạo động lực để giúp trẻ cần can thiệp sớm, vì những vấn đề có thể gây trở ngại cho quá trình học tập.

Trong tương lai, dự đoán ‘điểm đa gen’ cùng với dự đoán rủi ro môi trường - ví dụ như tiếp xúc với một số khu phố, gia đình, và trường học - có thể trở thành công cụ để xác định trẻ em gặp trở ngại giáo dục từ rất sớm, giúp trẻ em được cung cấp những chương trình học tập phù hợp.

Trong tương lai, dự đoán ‘điểm đa gen’ cùng với dự đoán rủi ro môi trường - ví dụ như tiếp xúc với một số khu phố, gia đình, và trường học - có thể trở thành công cụ để xác định trẻ em gặp trở ngại giáo dục từ rất sớm (Ảnh: Getty Images)

Ví dụ, chúng ta có thể xét nghiệm DNA ngay khi sinh để phát hiện trẻ có trở ngại đọc hiểu hay không để cho can thiệp sớm. Các biện pháp can thiệp phòng ngừa có khả năng thành công cao, thế nên can thiệp sớm, kết hợp với ‘điểm đa gen’, có thể đặc biệt hữu ích cho những trẻ em gặp khó khăn.