智力障碍的生物学因素
许多生物学因素会造成智力障碍，包括染色体和妊娠期异常、出生前或儿童早期接触有毒物质、大脑损伤或畸形、新陈代谢和营养问题以及某些痉挛症。我们先考察这些因素，然后再探讨社会文化因素。
遗传因素
近300种基因会影响大脑的发育和功能，它们也与智力障碍的形成有关（Vaillend, Poirier, & Laroche, 2008）。这些基因不会导致这类障碍，但会导致智力障碍个体显现的一种或多种缺陷。所以并不奇怪，在智力障碍儿童的家庭，各种智力问题倾向于高发，包括不同程度的智力障碍以及孤独症谱系障碍（Humeau et al., 2009）。
苯丙酮尿症（Phenylketonuria diease; PKU）和家族黑蒙性白痴病（Tay-Sachs disease）是两种导致智力障碍的遗传性代谢障碍。PKU由隐性基因携带，发病率为两万分之一。有PKU的儿童不能代谢苯基丙氨酸（一种氨基酸）。其结果是，苯基丙氨酸及其衍生物苯基丙酮酸在体内堆积，造成脑损伤。幸运的是，那些从早期就接受不含苯基丙氨酸的特殊饮食的儿童，能够达到平均智力水平。美国大多数州对新生儿都要求检测PKU。如果不治疗，有PKU的儿童智商一般在50以下并有重度或极重度智力障碍。
家族黑蒙性白痴病同样由隐性基因携带，发病人群主要为犹太人。患有此病的儿童3～6个月大时，其神经系统开始进行性退化，导致精神和身体状况恶化。这些儿童通常在6岁前死亡，并且目前没有有效的治疗方法。
一些染色体异常也会导致智力障碍（Williams, 2010）。儿童生来具有23对染色体。其中22对染色体是常染色体，第23对是性染色体。智力障碍最有名的病因是唐氏综合征，如果第21对染色体出现三条而非两条就会患该病。（因此唐氏综合征也被称为21三体综合征。）美国每800名儿童中就有一名唐氏综合征患者。
从儿童期起，几乎所有唐氏综合征患者都有智力障碍，尽管程度轻重不一。他们照料自己、某种程度地独立生活以及维持一份工作的能力取决于他们智力缺陷的程度和得到的训练和支持。有唐氏综合征的儿童具有圆而扁平的面孔、杏仁形的眼睛、小鼻子、微微突出的嘴唇和舌头、短而方的手。他们一般体形矮小且有些肥胖。许多人有先天性心脏缺陷和肠胃功能紊乱。成年后，他们衰老的速度似乎比正常人快，而且寿命低于平均水平。有唐氏综合征的人脑内的神经元异常，这与阿尔茨海默病的情况相似。几乎所有40岁以上有唐氏综合征的人都存在思维和记忆缺陷——阿尔茨海默病典型的神经认知障碍特征（见后文），并失去自理能力（Visser et al., 1997）。
脆性X染色体综合征是智力障碍的另一个常见病因，是由X染色体末端断裂引起的（Turk, 2011）。该综合征主要影响男性，因为他们没有第二个正常的X染色体来弥补这种突变。该综合征的特征是重度到极重度的智力障碍、言语缺陷和人际互动方面的严重缺陷。有该综合征的男性有大耳、长脸、增大的睾丸特征。有该综合征的女性智力障碍程度相对较轻（Koukoui & Chaudhuri, 2007）。造成严重智力障碍和寿命缩短的另外两种染色体异常是13三体综合征（第13条染色体出现三条）和18三体综合征（第18条染色体出现三条）。
随着父母年龄增加，所生孩子出现唐氏综合征或者其他染色体异常的风险亦增大。这可能是因为父母年龄越大，其染色体就越可能退化或者受到毒素侵害。
孕期和生命早期的脑损伤
智力发展受到胎儿出生前环境的深刻影响（King, Hodapp, & Dykens, 2005）。孕妇如果感染风疹（德国麻疹）病毒、疱疹病毒或梅毒，胎儿就可能因此受到伤害，导致智力障碍。慢性母体疾病（如高血压、糖尿病）会妨碍胎儿的营养摄取和脑发育，从而影响胎儿的智力。如果母体疾病在整个怀孕期间能够得到有效的治疗，则胎儿受伤害的风险减少。
孕妇酗酒则子女出现胎儿酒精综合征（Fetal alcohol syndrome, FAS; 见Mukherjee, Hollins, & Turk, 2006）的风险增加。有胎儿酒精综合征的儿童智商为68，低于平均值，并且判断力差、注意力涣散、难以察觉社交线索。进入青春期后，他们的学习能力仅为二至四年级水平，并且难以按指示行事。据估计，美国每10 000个儿童中有2～15个患有胎儿酒精综合征，还有三倍于此的儿童在出生时患有程度较轻的与酒精有关的神经和其他先天缺陷（CDC, 2008b）。下面个案研究中的亚伯·多里斯出生时即有胎儿酒精综合征。
个案研究
亚伯·多里斯在3岁时由迈克尔·多里斯收养。亚伯的母亲在整个怀孕期间以及亚伯出生以后酗酒成性。她在35岁时死于酒精中毒。亚伯早产了差不多7周，出生时体重不足。他在被收养之前受到虐待，而且营养不良。3岁时，他的身高没有达到同龄孩子应有的水平，不能自行如厕，只会说约20个单词。他被诊断为轻度智力障碍。他的养父希望在积极的环境下亚伯的发展能够赶上来。
然而，亚伯4岁时仍然需要使用尿布，而且体重仅有12公斤。他很难记住其他孩子的姓名，并且活动水平异乎寻常地高。他独自一人时会有节奏地摇来晃去。4岁他第一次遭受了严重的惊厥发作，昏迷了好几天。药物治疗似乎都没有用。
上学后，亚伯学计数、识别颜色、系鞋带都很困难。他的注意力持续时间短，并且连简单的指示也难以执行。尽管他的老师们都非常尽力，他在读完小学后仍然不会加减运算，也不能认出自己的住所。他的智商在65左右。
最终，亚伯在20岁时参加了一项职业训练计划，并且搬到了监护之家居住。他最关注的是他收集的填充动物玩具、纸娃娃、报纸上的卡通画、家族照片和旧的生日贺卡。23岁时，他因车祸去世。（改编自Dorris, 1989; Lyman, 1997）
孕期即使少量和适度饮酒也会导致不良后果，如更高的流产率、早产、低出生体重、先天畸形以及受损的社会和认知发育（Jacobson & Jocobson, 2000; Kelly, Day, & Streissguth, 2000; Olson et al., 1998）。例如，对出生前暴露于酒精儿童的纵向研究发现，酒精对他们6岁时的生长发育和10岁时的学习和记忆技能有不利影响，即便没有表现胎儿酒精综合征的全部症状（Cornelius, Goldschmidt, Day, & Larkby, 2002）。一项研究发现，孕妇即使每周仅饮一到三杯酒，也与幼儿的社交参与和互动技能的明显缺陷有关（Brown, Olson, & Croninger, 2010）。
严重的头部创伤会损伤儿童的大脑，也会导致智力障碍。婴儿摇晃综合症是婴儿受到剧烈摇晃引起颅内损伤和视网膜出血而导致的（Caffey, 1972）。婴儿的头部相对身体其他部位来说大而沉重，而颈部肌肉过于柔弱，被晃动时不足以控制头部。晃动时头部的快速运动会导致脑与颅骨撞击而产生瘀伤。大脑及眼底出血会导致惊厥、部分或完全失明、瘫痪、智力障碍甚或死亡。尽管晃动婴儿可能是一种长期虐待，但是平时没有虐待行为的父母哪怕只是在受挫时这样做了一次，也可能造成婴儿摇晃综合症。
幼儿还面临着可能造成脑损伤的一些其他危险。在幼年接触有毒物质如铅、砷和汞，会损害某些脑区，导致智力障碍。意外事故也可能使儿童出现创伤性大脑损伤，导致智力障碍，比如汽车交通事故中儿童在车上没有固定好。
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