Чому у людей розмір головного мозку різний
Як відомо, мозок людини досить великий, якщо порівнювати з іншими видами тварин. Однак не у всіх людей розмір мозку однаковий, і американські дослідники постаралися з'ясувати чому. Вони виявили вісім генетичних варіацій, відповідальних розмір ключових областей мозку. Ці варіації і можуть бути генетичною сутністю людини.
Ключові структури мозку, що розвиваються під впливом певних генів (ілюстрація Andrew Tran for the ENIGMA Consortium).
Нові результати були отримані завдяки проекту ENIGMA (Enhancing Neuro Imaging Genetics through Meta-Analysis), в якому взяли участь близько 300 вчених із 33 країн.
Вони вивчали результати МРТ 30717 осіб, співвідносили їх із генетичною та іншою інформацією. Тільки шляхом об'єднання зусиль стало можливим відстеження тонких генетичних факторів, що впливають на розмір мозку, що вислизали від відкриття під час проведення менш масштабних досліджень, зазначають вчені.
"Зрештою ми змогли визначити так звані "гарячі точки" в геномі, які впливають на будову мозку", – розповідає Пол Томпсон (Paul Thompson), нейробіолог із університету Південної Каліфорнії.
У ході аналізу Томпсон та його колеги шукали дрібні зміни (в одну нуклеотидну основу) у ДНК, які відповідають розмірам ключових областей головного мозку. Одна з областей, гіпокамп, зберігає спогади та допомагає у навчанні. Інша структура під назвою хвостате ядро дозволяє їздити велосипедом, грати на музичних інструментах або водити машину, не замислюючись про це. Третя, путамен чи шкаралупа, керує переміщенням тіла та відповідає за мотивацію. У цьому дослідники не вивчали нову кору чи неокортекс, якийдопомагає мислити чи спілкуватися – у багатьох тварин, на відміну людини, ця частина мозку перебуває у слаборозвиненому стані.
Томпсон упевнений, що існує тісний зв'язок між розмірами багатьох із цих частин головного мозку та загальними пізнавальними здібностями: чим більше кількість мозкової тканини, тим краще.
Багато захворювань завдають шкоди будь-яким ділянкам органу: хвороба Альцгеймера, наприклад, вражає гіпокамп, а хвороба Паркінсона впливає кору ГМ. Команда виявила вісім генетичних відмінностей, які можуть на 1,5% впливати на розмір тканин головного мозку. Деякі варіації містилися всередині гена, а деякі зумовлювалися цілою низкою ключових генів.
Найбільш впливовим геном виявився KTN1, який спрямовує клітини мозку у шкаралупі. Два додаткові гени у шкаралупі пов'язані з генами, які можуть призвести до раку товстої кишки і, схоже, регулюють кількість клітин у цій галузі мозку. Інші п'ять генів відповідальні за різні речі – наприклад, за запобігання запрограмованій смерті клітин, природного процесу, який може призвести до скорочення області мозку у разі безконтрольної течії.
Багато з восьми генів активні в ході становлення головного мозку і можуть впливати на розвиток нервово-психічних розладів, наприклад аутизму, депресії або шизофренії. У майбутньому вчені сподіваються простежити зв'язок між розміром конкретної ділянки мозку та подібними захворюваннями. Відкриття також може призвести до розробки нових терапевтичних методів лікування різних неврологічних розладів, впевнені учасники ENIGMA.