婴儿期“小动作”，能预测29岁的智商？PNAS（9.4）: 婴儿期认知指标能预测成年期认知水平；认知稳定性在幼儿至成年期逐渐增强

大家小时候被夸过“这孩子眼睛贼亮、特机灵”吗？看上去是客套话，但还真有点科学根据。近期，一项由科罗拉多大学的Daniel E. Gustavson等团队开展，发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）的研究表明：婴儿时期对“新鲜玩意儿”的偏好、以及是否能专心盯着一个任务，竟然与几十年后的认知水平息息相关。

那些看起来只会咿咿呀呀、满地爬的“小豆丁”，他们的注意力和好奇心，可能早就悄悄写下了未来智力表现的“底稿”。这项研究也首次系统揭示：人的认知能力从襁褓时期开始就展现出惊人的稳定性，甚至这种“稳定性”会随着年龄增长而越来越牢靠。那么，婴儿期的“认知小动作”究竟如何预测成年后的“大智慧”？

DOI：10.1073/pnas.2426531122

一、研究背景

认知能力是决定个体教育成就、职业成功和健康状态的重要因素。已有研究表明，从青少年时期开始，个体的认知能力有较高的稳定性，尤其遗传因素在其中起主导作用。然而，婴幼儿时期因测评手段和行为指标可靠性有限，认知稳定性研究相对不足。早期认知能力受多种非认知因素影响（视力、动机、注意力等），导致预测成年智力的准确性受限。但婴儿期大脑发育和行为表现被认为对长远认知发展有关键作用，揭示这一区间认知与成年期智力的关系对理解智力发展机制及制定早期干预策略至关重要。

此外，遗传和环境因素对智力的贡献随年龄变化。双生子研究指出，遗传对智力的影响从婴幼儿期到成年递增，而共享环境影响则相应递减。然而，关于这些因素在极早期婴儿认知与其成年智力之间稳定性中的作用尚不明晰。多基因风险评分作为基因识别的前沿工具，能辅助揭示成年智力相关基因对早期认知发展的影响，促进对基因环境交互作用的理解。

二、研究方法简介

该研究基于科罗拉多纵向双生子研究，纳入1098名参与者，涵盖婴儿期（73岁）、儿童期（7岁）、青少年期（16岁）和成年期（约29岁）的认知测评数据。婴儿期采用了多个认知测量指标，包括Fagan新颖物体测试（视觉识别记忆）、婴儿行为记录（IBR）中的任务定向、活动水平和情感外向性评定等。成年期认知能力主要通过标准智商测试（WAIS-III）测定。

研究利用双生子设计分解遗传（A）、共享环境（C）及非共享环境（E）对认知方差的贡献，通过纵向Cholesky分解模型分析各因素在不同年龄阶段的稳定性及对成年认知的预测作用。配合多基因风险评分（PGS）技术，分别应用基于成人智力和教育年限GWAS结果构建的PGS，对不同年龄的GCA进行预测，比较遗传效应在时间线上的演变。

三、研究结果详述

整体认知能力的稳定性

研究显示，个体的总体认知能力（GCA）在整个生命过程中呈显著稳定趋势。1至2岁时的认知测试与成年认知能力的相关系数达到0.31（95%CI 0.23~0.39），3岁时相关系数为0.39，至7岁后相关系数进一步提升至0.72以上，青少年16岁及成年29岁测试间相关系数高达0.85，突出了随着年龄增长认知能力稳定性的加强。

婴幼儿至成年认知相关系数趋势

婴儿期认知指标预测成年期认知

两项婴儿期认知指标显著预测成年期认知水平：

• 新颖物体偏好（Fagan测试）：相关系数r=0.16~0.20。
  

• 测试者评分的任务定向指数：r=0.16~0.18。

婴儿期的语音发声数及活动量对早期幼儿认知（1~3岁）有一定预测力，但对成年认知影响有限。剩余婴儿认知指标相关性较弱，视觉期待测试几乎无预测力。控制父母智商及教育水平后，婴儿期预测影响降低约21%，但依旧存在显著关联，表明亲代因素仅部分解释婴儿期认知对成年智力的影响。

遗传与环境因素的纵向稳定性分析

通过双生子模型，遗传因素对认知能力的解释随年龄增长明显加强：

• 1~2岁时遗传力a²约35%，29岁时提升至69%。

• 共享环境影响c²在早期较高（46%），成年期降低到15%左右。

• 非共享环境（及测量误差）占14%-29%。

对成年认知能力的预测：

• 3岁或更早时的遗传因素解释成年认知22%的方差，7岁时累计达到49%，16岁时65%，说明成年智力的遗传影响主要来源于童年早期表现遗传因素的累积。
  
• 1至2岁认知共享环境影响对成年智力仍有显著贡献（约10%），强调早期家庭及环境的长远作用。
  
• 非共享环境因素主要是各阶段的独立影响，成年期新出现的非共享环境影响占约13%（含测量误差）。

此外，婴儿期间部分认知任务的遗传与环境成因差异较大——如语音发声和活动呈现较强遗传倾向，视觉期待和新颖物体偏好遗传力低但共享环境影响高。

遗传、共享环境和非共享环境因素如何随时间变化并影响 GCA 的发展和稳定性

多基因风险评分预测不同年龄认知表现

四类PGS（儿童智力、成年智力、教育年限以及非认知教育年限）分析发现：

• 成人智力和教育年限PGS从1~2岁起即能预测GCA，且预测效应随年龄增加而增强，7岁以后显著上升，最高解释约17%认知变异。
  

• 儿童智力PGS预测效应较弱且未通过多重校正。
  

• 非认知教育年限PGS从3岁后开始预测GCA，有效但较低。
  

• 三类PGS对婴儿认知测量预测普遍无显著效果，唯有成人智力PGS与婴儿期“情感/外向性”评分有关联（β=0.17）。

成年教育年限也与上述PGS显著相关，且较早期GCA（1~3岁）即可预测成年教育成就，表明早期认知对长远社会经济地位的影响。

遗传和环境因素对成年期GCA的累积影响

四、研究意义与价值

本研究深化理解了人类智力发展的遗传及环境轨迹，尤为突出的是：

• 认知能力稳定性在幼儿至成年期间逐渐增强，尤其3岁起遗传因素对认知稳定性起主导作用；

• 早期共享环境对成年期认知仍残留显著影响，提示早期家庭和教育环境可塑性强，具有潜在干预价值；
  

• 婴儿期“新颖物体偏好”和“任务专注”可作为未来认知预测指标，尽管其测量可靠性仍需提升，为开发早期认知筛查和干预提供方向；

• 多基因风险评分证实成年智力相关遗传标记对早期认知能力的预测增强，未来有望实现早期基因风险评估辅助认知发展研究。

整体来看，研究支持了早期强化家庭与教育环境的重要性，并促进了基因与环境共同作用于认知长期发展的认识，为临床和公共健康领域的早期识别和干预提供科学依据。

五、梅斯编辑点评

本研究借助独特的长期双生子队列和先进的基因组学工具，实现了认知发展的纵向全景描绘。相较以往多聚焦童年及成年智力，作者将婴儿期认知纳入分析，填补了早期阶段认知稳定性与遗传环境贡献研究的空白，极具学术价值和实际意义。特别是共享环境影响对成年认知的长效作用，提示我们在推动儿童早期发展政策和支持家庭环境改善时，有重要的理论和实证支持。

未来研究可考虑拓展多样化人群样本，增加认知领域的细分测量（如执行功能、语言处理等），以及结合神经影像及表观遗传学数据，深入探讨基因-环境交互机制。同时，目前婴儿期认知指标的可靠性尚需提升，多角度、多方法的综合评估有望增强早期认知预测效力，为干预提供更为精准的目标。

参考文献：

[1]D.E. Gustavson, G.A. Borriello, M.A. Karhadkar, S.H. Rhee, R.P. Corley, S. Rhea, L.F. DiLalla, S.J. Wadsworth, N.P. Friedman, & C.A. Reynolds, Stability of general cognitive ability from infancy to adulthood: A combined twin and genomic investigation, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (21) e2426531122, https://doi.org/10.1073/pnas.2426531122 (2025).