Детский мозг рассказал о влиянии генов на его размеры и интеллект

Чтобы определить две важные характеристики коры головного мозга — площадь отдельных участков и их толщину, нейробиологи использовали магнитно-резонансную томографию. Они знали, что увеличение отдельных участков коры вширь у растущего ребенка очень напоминает аналогичное увеличение в ходе эволюции человека. Но вот какие именно гены обуславливают такой неравномерный рост коры, было неясно.

Площадь участка коры для исследователей была важнее толщины, поскольку именно она радикально увеличилась в ходе эволюции человека. «По сравнению с мышиной, — пишут исследователи, — площадь коры головного мозга у человека в тысячу раз больше, а вот ее толщина отличается всего вдвое».

Чтобы найти связь между физическими характеристиками мозга и генами, исследователи, чья статья опубликована в The Journal of Neuroscience, привлекли 677 здоровых детей, подростков и молодых людей, средний возраст которых составил 12,8 года. Все они прошли МРТ-сканирование, выполнили тест Векслера (наиболее распространенный метод оценки интеллектуальных способностей человека) и вдобавок сдали образец генетического материала при помощи обычного мазка с внутренней стороны щеки.

Результаты исследования оказались таковы.

• Общая площадь коры лишь немного коррелировала с уровнем интеллекта, который измеряли при помощи теста Векслера. Правда, эта небольшая корреляция была значима статистически — проще говоря, люди с большей площадью коры в среднем набирают чуть больше баллов, хотя при сравнении двух случайных людей этот эффект вряд ли себя проявит.

• Значимым оказался вклад генов в левую надкраевую извилину. Она играет ключевую роль в умении читать, а также важна для тонкой работы с разными орудиями.
• Другой участок, на размеры которого заметно влияют гены, — постцентральная извилина. В отличие от левой надкраевой, она связана не со специфически человеческими навыками, а с восприятием прикосновений. Именно ее изучение привело к созданию «чувствительного гомункулуса», схемы тела с частями, увеличенными пропорционально своей представленности в коре мозга.
• Средняя височная извилина (в частности, она связана с распознаванием лиц) и предклинье (участок теменной доли) завершают список участков коры, для которых была найдена корреляция и с генами, и с интеллектуальными способностями. При этом предклинье до сих пор изучено довольно плохо — отчасти из-за своего расположения, отчасти из-за сложного характера тех задач, в которые оно вовлекается. Есть данные о важности предклинья для столь сложных психических феноменов, как чувство самосознания и извлечения эпизодической памяти.

Новые данные, полученные на детях и подростках, хорошо согласуются с результатами нескольких других исследований, выполненных на младенцах, взрослых и приматах. Все они указывают, что вклад генов в структуру мозга, точнее в размеры его отдельных участков, должен быть порядка 80 процентов. При этом исследователи обнаружили, что гены одновременно влияют и на кору мозга, и на интеллект только на определенных участках. Однако до более полного понимания функций коры еще далеко.

«Наши результаты, — пишут авторы в завершающей части своей статьи, — позволяют предположить, что развитие мозга представляет собой сложный и зачастую расходящийся с нашими интуитивными представлениями процесс, который мы пока плохо понимаем. Для более детального представления о мозге нужны будущие исследования в области генетики и биоинформатики, а также ряд долгосрочных наблюдений за развитием человека».