какие гены отвечают за интеллект

Интеллект и наследственность

Чтобы понять, как наследуется такой сложный признак, как интеллектуальность, ученые должны были прежде всего предложить хотя бы приблизительные критерии для ее определения. Первой попыткой такого рода стал «коэффициент интеллектуальности» IQ, разработанный французскими учеными Бине и Симоном для того, чтобы помочь парижским учителям правильно распределить учеников по классам школы. Сначала определение IQ проводили по средним показателям детей данного возраста, и если ребенок 12 лет отвечал на вопросы тестов так же, как 9-летний, то его IQ определяли как 9 : 12 = 0,75 или 75. Тогда было решено считать границей нормы показатель IQ равный 69.

За прошедшие годы процедура определения IQ претерпела множество изменений. Сегодня это тест, содержащий более ста разнообразных вопросов, в том числе и вопросы, проверяющие искренность отвечающего.

Массовые обследования показали, что число людей с умственной отсталостью составляет 2-3 процента, причем тяжелые случаи отсталости преобладают у мальчиков. Со временем выяснилась причина такой диспропор ции между мужчинами и женщинами. Некоторые формы умственной отсталости оказались связаны с генами, расположенными в Х-хромосоме. Известно, что у женщин Х-хромосом две, поэтому нарушения в одной их них обычно компенсируются присутствием другой, с нормальными генами. У мужчин же Х-хромосома одна, поэтому если в ней есть дефектные гены, то они оказываются «ничем не прикрыты» и проявляются в виде патологии.

Исследования семей, в которых рождаются дети с разными формами умственной отсталости, поставили ученых еще перед одной загадкой. Оказалось, что у родственников больных с тяжелой умственной отсталостью IQ в среднем выше, чем у родственников больных с легкими формами нарушений. Это говорит об очень сложной природе наследования умственных способностей.

Источник

Ученые выделили 52 гена, связанных с интеллектом

Человечество знает о биологической основе своих умственных способностей очень немногое, — оно даже не может последовательно согласовать, какой способ лучше всего проходит для их проверки. Но некоторые вещи кажутся очевидными. Первая заключается в том, что высокие результаты по ряду стандартизированных тестов, предназначенных для измерения уровня интеллекта, как правило, коррелируют с результатами, которые мы связываем с интеллектом, например, с достижениями в школе или университете. Вторая — в том, что эти высокие результаты, скорее всего, по большей части заслуга генетики.

Предыдущие исследования показали, что влияние любого отдельного гена на интеллект не так уж велико: изучая сравнительно небольшие группы людей, ученые не смогли обнаружить маленькую групппу генов, которые в теории могли бы повлиять на интеллект.Однако 22 мая 2017 года команда европейских и американских ученых объявила о достижении значительного прогресса в изучении умственных способностей. Учёные идентифицировали 52 гена, связанных с интеллектом, почти у 80 тысяч человек.

В своей совокупности эти гены опять-таки весьма незначительно влияют на интеллектуальные способности, но исследователи ожидают открытия еще тысячи других. Не следует также забывать, что интеллект формируется еще и под воздействием окружающей среды.

Команда воспользовалась открытыми данными из 13 различных исследований. И хотя участникам экспериментов предлагались разные тесты, исследователи сосредоточились на измерениях общего интеллекта. Гено́м этих людей был отсканирован для поиска различий в одной базовой паре, что позволило авторам найти корреляцию между участками генома и результатами тестов.

Было проведено два отдельных анализа. В ходе первого авторы исследования просто рассматривали отдельно каждую разницу в основаниях генома. Всего получилось 336 оснований, которые были сгруппированы в 22 различных генах. Во втором анализе авторы отслеживали различия в основаниях, которые были сгруппированы в одном гене. Поскольку для каждого гена больше маркеров, то это, как правило, более точный способ поиска нужного эффекта. Команда подсчитала, что гены, выявленные в ходе первого анализа, повышают или уменьшают уровень интеллекта менее чем на 5%.

Эксперты считают, что полученные результаты позволят начать новые эксперименты над биологической основой рассуждения или решения проблем. Потенциально они могут помочь исследователям определить, какие вмешательства будут наиболее эффективны для детей, которые начинают учиться.

Психологи уже более века изучают человеческий интеллект, задавая людям вопросы. Такой, казалось бы, нехитрый способ исследования со временем превратился в батареи тестов, каждый из которых исследует определенную сторону интеллекта, вроде словесных рассуждений или запоминания.

В ходе типичного теста испытуемый должен представить вращающийся объект, выбрать одну фигуру, которая дополнит другую, и как можно быстрее нажимать кнопку, когда появляется определенный тип слова. В результате каждый человек может получить разные оценки для каждой способности. Обычно оценка одних способностей сопоставима с баллами по другим, и наоборот. Психологи иногда называют этот эффект общим интеллектом.

До сих пор не ясно, какая часть мозга ответственна за интеллект. Нейробиологи сравнили мозг людей с результатами тестов на интеллект, и сделали несколько предположений. Размер мозга объясняет небольшие отклонения, например, есть много людей, чей мозг немного меньше обычного, которые набирают больше очков, чем люди с нормальным или большим мозгом. В других исследованиях указывается, что интеллект связан с тем, насколько эффективно мозг может отправлять сигналы из одной области в другую.

Даниэль Постума (Danielle Posthuma), генетик Амстердамского свободного университета и ведущий автор последнего исследования, впервые заинтересовалась исследованием интеллекта в 1990-х годах. Она хотела найти гены, которые влияют на интеллект, и для этой цели начала изучать гомозиготных близнецов, которые разделяли одну и ту же ДНК. Ей удалось выяснить, что идентичные близнецы проходили тесты с более схожим результатом, чем гетерозиготные.

Сотни других исследователей приводили к тому же выводу, подтверждая явное влияние генетики на интеллект. Но это не означает, что интеллектуальные способности определяются только лишь на генетическом уровне. Окружающая среда также оказывает определенные эффекты, механизм действия которых современная наука неплохо понимает. Например, свинец в питьевой воде может снизить результаты тестов, а в местах, где пища не содержит достаточно йода, пищевые добавки могут повысить баллы у детей.

Достижения в технологии секвенирования ДНК повысили вероятность успешного поиска отдельных генов, лежащих в основе различий в результатах тестов на интеллект. Некоторые «кандидаты» были идентифицированы в небольших группах населения, но их влияние не проявилось в исследованиях больших групп. Поэтому ученые обратились к тому, что сейчас называется исследованием ассоциации с геномом: они упорядочивают фрагменты генетического материала, разбросанного по ДНК многих несвязанных людей, а затем ищут людей с высокой оценкой по тесту на интеллект с одними и теми же генетическими маркерами.

В 2014 году доктор Постума стала частью крупномасштабного исследования более 150 тысяч человек, которое выявило 108 генов, связанных с шизофренией. С интеллектом все оказалось гораздо сложнее, и на то есть несколько причин.

Стандартные аналитические тесты занимают много времени, что затрудняет сбор результатов от огромного количества людей. Ученые могут попробовать комбинировать небольшие исследования, но часто им приходится совмещать разные тесты, потенциально маскируя эффекты генов. В результате первое поколение исследований генома в области интеллекта не нашло никаких генов. Позднее исследователям удалось выявить многообещающие результаты, но когда они обратились к другим группам людей, эффект генов снова исчез.

В последние несколько лет более крупные исследования, основанные на новых статистических методах, наконец, дали убедительные доказательства того, что определенные гены действительно участвуют в формировании человеческого интеллекта. Доктор Постума и другие эксперты решили объединить данные из 13 предыдущих исследований, сформировав обширную базу данных по генетическим маркерам и результатам тестов на интеллект.

Результаты не заставили себя ждать: помимо уже известных 12 генов, были обнаружены 40 новых, прочно связанных с интеллектом. Вместе они составляют небольшой процент вариации в тестах на интеллект — каждый вариант повышает или понижает IQ на сравнительно небольшое количество баллов.

Кристофер Ф.Шабри (Christopher F. Chabris), соавтор нового исследования, уверен, что многие из недостающих генов можно обнаружить благодаря еще более крупным исследованиям, включающим сотни тысяч, или даже миллионы людей.

В своем исследовании доктор Постума и ее коллеги ограничили свое исследование людьми европейского происхождения, поскольку это повысило шансы найти общие варианты генов, связанных с интеллектом. Другие исследования генов показали, что варианты в одной популяции не могут предсказать, что будет происходить с другими популяциями. В разных группах разные варианты могут оказывать влияние на те или иные факторы, среди которых может оказаться и интеллект.

«Если вы попытаетесь предсказать рост человека с помощью генов, которые мы определили у европейцев, в африканцах, то вы придете к выводу, что все африканцы на пять дюймов ниже европейцев, что неверно», — отмечает доктор Постума. Исследования, подобные недавно опубликованному, не означают, что интеллект формируется нашими генами. В качестве аналогии исследователи приводят близорукость, которая сильно зависит от генетики. Но мы можем изменить окружающую среду с помощью очков, которые улучшат зрение людей.

Разработки в области генетики интеллекта ученые планируют использовать для поиска более эффективных способов помощи детям в интеллектуальном развитии. Знание генетических вариаций людей поможет им оценить, какие стратегии воспитания будут наиболее эффективны. Доктор Постума со своей стороны хочет разобраться в найденных 52 генах, поскольку существуют интригующие совпадения между их влиянием на интеллект и другими чертами. Генетические варианты, которые повышают интеллект, также часто появляются у людей, которые никогда не курили. Некоторые из них также часто встречаются у людей, которые курили, но успешно бросили.

Что же на самом делают гены и как они влияют на интеллект, ученые пока не могут сказать. Известно лишь, что четыре из них отвечают за развитие клеток, а три других делают много интересных вещей внутри нейронов. Чтобы понять, что делает эти гены такими особенными, ученым придется экспериментировать с клетками головного мозга. Одна из возможностей заключается в том, чтобы взять клетки у людей с вариантами, которые предсказывают высокий и низкий уровень интеллекта.

Постума и ее коллеги могут заставить их перерасти в нейроны, а затем превратиться в «миниатюрные мозги» — кластеры нейронов, которые обмениваются сигналами в лабораторных условиях. Тогда исследователи смогли бы увидеть, ведут ли их генетические различия к различиям в поведении. «Мы не можем сделать это за одну ночь, но я надеюсь, что смогу сделать это в будущем», — заметила Постума.

Источник

Психогенетика

Как гены влияют на нашу жизнь

ПостНаука

Психогенетик Роберт Пломин о роли генов и воспитания в формировании личности, способности к иностранным языкам и исследованиях близнецов.

Психогенетика ищет генетические предпосылки различий между людьми. На 99% наши ДНК совпадают, люди практически идентичны, но 1%, на который мы различаемся, имеет огромное значение. Многих исследователей не интересуют индивидуальные различия, они ставят вопросы о человеческом виде в целом.

Но психогенетики ставят вопросы о том, почему у некоторых детей наблюдаются нарушения чтения, а у других нет, почему у некоторых развивается шизофрения, а у других нет. Это то, чем занимается психогенетика ― изучает различия.

Природа против воспитания

На протяжении ста лет психологи предполагали, что единственный значимый фактор в объяснении различий между людьми ― это окружающая среда, в особенности обстановка, созданная родителями в первые несколько лет жизни ребенка. Это мнение господствовало с работ Фрейда и далее. Но при помощи психогенетики мы обнаружили, что разница в ДНК людей объясняет почти половину различий между ними. Генетика не просто «имеет значение» ― она играет огромную роль почти во всех областях психологии: психическом здоровье человека, заболеваниях, когнитивных способностях, развитии личности или школьных достижениях.

Долгое время люди считали, что наша личность полностью обусловлена воспитанием. Природа против окружения ― это старый дискуссионный вопрос в психологии. Психогенетики показали, что природа (гены) очень важна. Сама идея восходит к началу прошлого столетия, когда были разработаны первые психогенетические техники: близнецовый метод и исследования семей с приемными детьми.

Около одного процента всех детей, рождающихся в мире, ― это близнецы, и треть из них ― идентичные близнецы. Их называют монозиготными, так как они развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки ― зиготы. Они как клоны друг друга, у них одинаковая ДНК. Другой тип близнецов (две трети от общего числа) называются дизиготными: они похожи на других братьев и сестр, но развивались в одно время в одной утробе. Близнецовый метод состоит в том, чтобы сравнивать эти две группы. Если какая-то черта, например музыкальные способности, продиктована генетикой, неизбежно предположение, что идентичные близнецы больше похожи друг на друга, чем неидентичные. Это своеобразный биологический эксперимент.

Схема механизма формирования близнецов: слева – монозиготные или идентичные (англ. monozygotic), справа – дизиготные или разные (англ. dizygotic). Обозначения на схеме: Sperm – сперматозоид, Egg – яйцеклетка, Shared placenta – общая плацента (единственная), Separate placentas – разные плаценты. / Trlkly // wikipedia.org

Что нам дал близнецовый метод? Исследование 15 миллионов близнецов в четырех тысячах работ показало, что наследуется все ― не только психологические черты, но и физиология (например, длина и плотность костей). Все индивидуальные различия в биологии и поведении в основном обусловлены различиями в ДНК.

Метод приемных детей

Если исследования близнецов ― это своего рода биологический эксперимент, то изучение семей с приемными детьми ― это социальный эксперимент.

И гены, и воспитание связаны с семьей. В течение долгого времени психологи знали, что шизофрения ― семейное заболевание. Отлично, говорили они, это все из-за окружающей среды, родители развили у своих детей шизофрению. Но психологи не принимали в расчет вероятность того, что и генетика важна. Генетический материал передается по наследству: родители и дети схожи генетически на 50%.

Давайте посмотрим на биологических и приемных родителей. Детей усыновили после рождения, биологические родители передали им свои гены, но не участвовали в их воспитании. Дети растут в приемной семье и связаны с приемными родителями через окружающую обстановку. Такие исследования ― мощный инструмент для проверки важности генетики. Метод предсказывает, что схожесть между биологическими родителями и их детьми, с которыми они не живут в одной среде, позволяет протестировать влияние генетики. Сходным образом то, насколько дети похожи на их приемных родителей, ― это проверка того, насколько на детей влияет воспитание.

Близнецовый метод и метод приемных детей показали ключевую роль генетики в формировании человека. От идеи, что не наследуется ничего, мы перешли к идее, что наследуется все. Теперь оба метода используются для решения более интересных вопросов.

Как рано проявляется влияние генов?

Между генетикой и окружающей средой постоянно происходит взаимовлияние. Жизненные события вроде финансовых кризисов, проблем в отношениях, ссор, потери работы ― это не события, которые пассивно с вами происходят (будто вы не имеете к ним никакого отношения). Это то, что вы делаете со средой. Здесь подключается генетика. Гены работают через их корреляцию с окружающим миром.

Например, я изучаю когнитивные способности. Наиболее наследуемый из сотни показателей когнитивных способностей ― это словарный запас. Имеются в виду индивидуальные различия: у некоторых людей большой словарный запас, у некоторых ― нет. Вы не наследуете слова, они не заложены в вашей ДНК, в том числе из-за того, что в мире существует много разных языков, но склонность к использованию языка, к тому, чтобы слышать языковые тонкости, наследуется. Моя внучка всегда хочет знать все нюансы: почему какое-то слово значит именно это? А мой внук говорит: «Да какая разница, ты же понял, что я имею в виду!» ― и вот здесь начинают работать гены. Вы начинаете использовать окружающий мир, вы общаетесь с людьми, которые мыслят схожим с вами образом. Моя внучка будет общаться с другими детьми, которые читают книги и которым нравятся интеллектуальные беседы. Это хороший пример того, как взгляд с позиций генетики изменил наш подход к тому, как мы осмысляем понятие окружающей среды.

Генетические предпосылки способности к языкам

Развитие языковых навыков активно изучают. Дети сильно различаются в том, как рано они учатся говорить, как их языковые навыки развиваются в течение жизни (насколько легко для них говорить бегло) и словарный запас. Эйнштейн, например, не говорил до трехлетнего возраста.

Схема показывает влияние генов на психологические, эмоциональные особенности личности. На схеме: монозиготные близнецы (синий), дизиготный близнецы (красный) и усыновленные братья и сетры (серый) // wikipedia.org

Подобные исследования часто касаются изучения первого языка. Интересный вопрос, к которому начали обращаться психогенетики, связан с изучением второго языка. Оказывается, что в этот процесс вовлечены многие из тех генов, которые регулировали освоение первого языка: люди с хорошими показателями освоения первого языка, скорее всего, будут довольно неплохо владеть вторым. Но есть и специфические генетические факторы. Результаты исследований таковы: на успешность освоения второго языка на треть влияют гены, отвечающие за освоение первого, еще на треть ― другой набор генов, а еще на треть ― общий уровень интеллекта.

Какие черты мы наследуем?

В науке произошла настоящая трансформация: до сих пор людей интересовал только вопрос, важны ли гены и если да, то насколько. На этот вопрос во всех его аспектах уже найден ответ, хотя некоторые люди до сих пор не принимают его. Генетика не просто важна, она фундаментальна почти для всех областей психологии. Уже неинтересно говорить: «Эта черта наследуется», потому что наследуется все.

Мы идем глубже и задаем вопросы о развитии, о чертах характера. Например, в сфере психопатологии и психических заболеваний существует множество разных диагнозов. Оказывается, что генетические эффекты у них примерно одинаковые, то есть одни и те же гены вызывают многие из «разных» расстройств.

Еще одна область исследований ― это взаимовлияние между генами и окружающей средой. Если и природа, и воспитание важны ― а это так, потому что генетика не объясняет все различия, она обычно объясняет около половины, ― многие исследователи заинтересованы в том, чтобы выяснить, как они работают вместе: хотят выявить взаимовлияние, корреляцию и взаимодействие между генами и окружающим миром и тем, как это влияет на развитие человека.

Ключевая идея ― пойти дальше и сказать: «Найдем гены, которые за это отвечают». Все наследуется, так давайте найдем конкретные гены. Если вы можете найти гены, вы можете сделать намного больше и в своей области исследований, и в сфере решения конкретных проблем. ДНК ― это лучший инструмент для прогнозирования проблем, который у нас есть, а прогнозирование позволит вовремя вмешаться, чтобы их предупредить. Это направление, в котором движется вся медицина.

Например, вместо того чтобы ждать, пока человек станет алкоголиком, а потом пытаться его вылечить (или ждать, пока кто-то заработает ожирение, а потом пытаться его вылечить), могла бы появиться возможность спрогнозировать проблемы, чтобы предотвратить их появление. Это важно и для отдельных людей, и для общества в целом.

Мы уже достигли поворотной точки, где начинаем связывать различные особенности и конкретные гены. Это позволит нам делать индивидуальные прогнозы о генетических рисках и устойчивости, уязвимостях и преимуществах, что со временем позволит нам предсказывать проблемы и начать предотвращать их.

Об авторе:
Robert Plomin – professor of Behavioural Genetics, King’s College London.

Источник

Правда ли что интеллект передается от матери?

В интернете полно сообщений о том, что ребёнок наследует интеллект исключительно от мамы. Но есть и обратные утверждения — о передаче «интеллектуальных генов» по отцовской линии. Где правда?

Интеллект — способность мозга к обработке поступающей информации. К нему относят логику, память, обучаемость, творческие способности, навыки планирования, решения проблем и распознавания эмоций. Целая комбинация когнитивных и психологических процессов. Психогенетики считают, что индивидуальные различия в интеллекте действительно наследуются — на 50%. Пока что учёные выделили 52 гена, которые влияют на умственные способности. Три из них ответственны за формирование и работу нейронов и связаны со скоростью передачи сигнала в головном мозге. Есть среди 52-х те, что связаны с конкретными способностями. Например, человек с определённым типом гена KIBRA лучше запоминает информацию. Расположены выделенные 52 гена не в митохондриальной ДНК (если бы они передавались только по женской линии, было бы так). А вообще, «генов умственных способностей» тысячи, учёным только предстоит их изучить.

Гены-генами, но не меньше, чем они, на умственное развитие малыша влияет среда. Ученые выделяют 4 ключевых фактора раскрытия способностей: 1 — физическая активность и правильное питание, 2 — воспитание самоконтроля, 3 — близкие и доверительные отношения в семье, 4 — творчество. Создавайте деткам правильную обстановку, и они обязательно будут впечатлять вас успехами!

Источник

Учёные нашли гены, которые отвечают за развитие интеллекта

Одним из наиболее спорных вопросов в науке является вопрос о том, что представляет собой интеллект и в какой степени он зависит от генов. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Genetics, смогло выявить ряд генов, которые отвечают за развитие интеллекта.

В соответствии со словарным определением, интеллект — это «способность обучаться, понимать и справляться с новыми обстоятельствами» или «способность применять знания для управления окружающей средой или мыслить абстрактно».

Это определение весьма широко. Даже животные проявляют некоторые формы интеллекта, имеющие, как правило, решающее значение для выживания: от поиска и запоминания источников пищи и спасения от хищников до разделения обязанностей внутри группы.

Чем отличается человеческий интеллект

Человеческий интеллект сначала был «реактивным», что позволяло нам находить решение проблем, которые ставила перед нами природа. Позже интеллект стал «проактивным», и мы получили возможность использовать природные ресурсы для создания превентивных мер, нацеленных на решение проблем.

Человеческий интеллект отличается от интеллекта других животных способностью формировать окружающую среду, например, при помощи сельского хозяйства.

Это стало возможным, когда мы начали развивать общины и распределять задачи в соответствии со способностями. Когда проблема выживания перестала быть критичной, мы смогли посвятить свой разум развитию искусств и других высших навыков.

Есть много факторов, позволяющих нам формировать и обучать наш интеллект — от доступа к ресурсам и информации до навыков, приобретённых через опыт и повторение. Но, как и у большинства человеческих черт, у него есть и генетическая основа.

Как нашли генетическую основу интеллекта

Метод, использованный в новом исследовании для измерения интеллекта, назывался мерой аналитического интеллекта — так называемый «g-фактор». Этот тест часто применяется в научных исследованиях, как один из самых объективных методов.

Авторы рассмотрели результаты 78 тысяч человек европейского происхождения для поиска генетических факторов и генов, которые могут влиять на человеческий интеллект.

Учёные провели полногеномный поиск ассоциаций (GWAS), который оценивает связи между каким-то признаком и множеством маркеров ДНК, называемых однонуклеотидными полиморфизмами, или ОНП, которые могут определять вероятность развития некоторого признака у индивидуума. Тест помог исследователям выявить 336 значимых ОНП.

Подавляющее большинство значимых ОНП, дающих подобные результаты, попадают в некодируемые части ДНК Другими словами, они указывают на участки ДНК, которые могут регулировать экспрессию генов, даже когда регулируемый ген неизвестен.

Это ведёт к сложности интерпретации ОНП из полногеномного поиска ассоциаций, поэтому впоследствии авторы дополнили свой анализ полногеномным анализом генных ассоциаций (genome-wide gene association analysis or GWGAS), который подсчитывает влияние множественных ОНП в генах и может определить конкретные связанные гены.

Затем они объединили оба типа исследований, чтобы укрепить свою уверенность в определении генов, связанных с интеллектом. Эта работа привела к выделению 52 потенциальных генов, связанных с интеллектуальными способностями человека.

Какие гены отвечают за интеллект

Исследователи обнаружили, что связанные с интеллектом гены те же самые, что и играющие роль в регулировании развития нервной системы и апоптоза (нормальной формы клеточной смерти, необходимой для развития).

Наиболее значительный ОНП был найден в гене FOXO3, отвечающем за передачу сигналов, запускающих апоптоз. Самая сильная связь оказалась у гена CSE1L, участвующего в апоптозе и клеточном размножении.

Значит ли все это, что уровень интеллекта человека зависит от молекулярных механизмов, обеспечивающих развитие и защиту нервной системы человека в течение всей жизни? Возможно.

Возможно ли также объяснить интеллект через генетику? Эта работа показывает, что да.

Тем не менее, есть основания считать, что интеллект — это очень сложное качество, и даже если генетика играет какую-то роль, такие факторы окружающей среды, как обучение, здоровый образ жизни, доступ к высшему образованию, воздействие стимулирующих обстоятельств или окружения могут иметь такое же или даже большее значение для развития и формирования интеллекта.

Моцарт почти провалил вступительные экзамены в Болонскую филармоническую академию, потому что его гений был слишком широк и нов для оценки с помощью жёстких тестов. Является ли это другой формой избирательного интеллекта? Если да, то каков генетический базис у такого типа интеллекта?

Подобные исследования показывают, что мы начинаем раскрывать биологические основы интеллекта.

Источник