当你生命遇到病痛的时候,不要放弃对生命的思索

555彩票_555彩票平台-正规555彩票网 > 医学研究 >

对人脑形态和智力的遗传贡献

2019-05-08 19:08:02 医学研究179℃

  对人脑形态和智力的遗传贡献

  2007年10月17日

  虽然在出生前表现出令人印象深刻的增长,但人类大脑在出生时并未完成。

  儿童时期的大脑发育相当可观,人类大脑终生都会发生动态变化,这可能是为了适应我们的环境。

  有证据表明大脑结构受到相当大的遗传影响[Peper et al。,2007]。青春期,从儿童期到成年期的过渡期,涉及大脑形态的变化,这可能是最佳成人功能所必需的。在青春期开始时,灰质体积开始减少,而白质体积仍在增加[Giedd等,1999]。

  最近的研究结果表明,成年人脑的总灰色和白质体积的变化主要是(70-90%)基因决定[Baare等,2001]和最近的磁共振成像(MRI)大脑研究同卵双生和61对双卵9岁双胞胎,他们的87个全兄弟姐妹也发现了高遗传力[Peper等,准备中]。因此,虽然环境影响可能在青春期的后期阶段发挥作用,但在青春期开始时,脑容量已经高度可遗传。

  遗传影响和功能相关性

  双胞胎研究还表明,遗传效应在大脑内区域性变化,额叶体积遗传率高(90-95%),海马体中度估计值(40-69%),以及影响几个大脑内侧区域的环境因素。

  然而,基因和环境之间的相互作用在整个生命过程中发生的机制以及大脑结构的动态及其与大脑功能的关联仍然是未知的。双胞胎和家庭研究以及新发展的遗传方法开始让我们看到哪些基因和(相互作用)环境影响正在塑造我们的大脑。

  脑结构 - 使用MRI宏观测量 - 以及其中的动态变化,具有功能相关性。

  研究表明,总脑容量与一般智力正相关。在健康受试者中,智力功能水平与全脑,灰质和白质体积呈正相关[Thompson等,2001; Posthuma等,2002]。更为焦点,发现几个大脑区域与智力相关。有趣的是,它还表明,青春期皮质厚度的轨迹变化与智力水平有关。

  此外,一组共同的基因也可能导致大脑结构和认知功能之间的关联。然而,在老年双胞胎中,发现额颞脑容量与执行功能之间的关联是由于来自同一家庭的双胞胎共同的环境影响[Carmelli等,2002]。这些结果表明,重叠的基因组或共同的环境影响可能导致两种不同表型的变异。例如,可能是更高水平的认知功能导致人们选择也增加大脑尺寸的环境。遗传对大脑大小的影响仅仅反映了遗传对认知的影响。因此,涉及人脑形态学的特定机制,途径和基因及其与认知功能的关联仍然是难以捉摸的。

  尽管已经研究了对大脑中特定灰质区域的形态的遗传效应,但直到最近才知道焦点白质的遗传性。同样,尚未解决焦点灰质和具有智能的白质结构的共同遗传起源。在我们的研究涉及54个单卵双胞胎和58个双卵双胞胎和他们的34个单独兄弟姐妹,发现言语和非正统情报共享一个共同的遗传起源与解剖神经网络涉及额叶,枕叶和海马旁灰质和连接白质上枕骨前缘和胼call体[Hulshoff Pol et al。,2006]。对于遗传分析,使用结构方程建模和基于体素的形态测定法。为了探索具有智能的焦点灰质和白质区域的共同遗传起源,获得了交叉性状/交叉双胞胎相关性,其中每个双胞胎的焦点灰质和白质密度与他/的心理智能商相关联。她的cotwin。

  相关故事研究为致命的脑癌提供新的治疗策略KU教授讨论了计算机界面辅助,恢复沟通的前景研究发现非洲血统人群中与哮喘相关的新遗传线索这项研究的结果表明,基因显着影响上枕部的白质密度分支,胼call体,视神经放射和皮质脊髓束,以及内侧额叶,上额叶,上颞叶,枕骨,后中央,后扣带和海马旁皮质的灰质密度。

   此外,结果显示,智力具有共同的遗传起源,具有优越的枕前额,胼,体和左光辐射白质以及额叶,枕叶和海马旁灰质(表型相关性高达0.35)。

  这些发现指向一个与人类智能共有共同遗传起源的神经网络。因此,似乎涉及注意力,语言,视觉和情感处理以及感觉运动处理的区域的形态的个体差异受到强烈的遗传影响。

  此外,独特的环境因素影响了侧脑室周围的大量灰质和白质区域(高达0.50)。这一发现与此前双胞胎样本中报道的侧脑室体积[共同(0.58)和独特(0.42),基因没有显着贡献)的显着环境影响相吻合[Baaré等,2001]。

  临床意义

  考虑到全球脑容量和特定局灶性脑密度和厚度的高遗传性,寻找与大脑生长,衰老和大脑结构维持有关的基因非常重要。这些知识可以帮助我们了解大脑功能中个体差异的正常发育和年龄相关变化。此外,它增强了我们对大脑功能的个体差异的认识,并有助于解释精神分裂症等精神疾病中发现的形态变化[van Haren et al。,2007]。此外,它允许未来努力寻找负责大脑结构的特定基因集中在具有相当遗传影响的区域[Hulshoff Pol等,2006]。

  在几项研究中应用的一种寻找与大脑结构有关的基因的遗传方法是具有明确遗传病因的疾病,如亨廷顿氏病,唐氏综合症,威廉姆斯综合征和心内膜综合征。不管所涉及的基因和/或染色体如何,疾病特异性脑变化,总脑,白质和海马体积减少。这表明许多基因可能参与了这些测量的个体差异[Peper等,出版中]。

  重要的是要研究哪些环境因素对基因的表达有影响(如DNA甲基化中所见)。此外,有必要研究基因与环境因素之间的相互作用。此外,多基因的同时作用以及可能的基因间的相互作用也需要调查,因为复杂的定量表型如脑容量的高遗传力不能用单基因多态性来解释

  结论

  双胞胎的MRI研究表明,鉴于基本的加性遗传模型,成年期的整体脑容量是高度可遗传的。

  测试遗传,共同和独特环境因素的影响或遗传和环境影响之间的相互作用。需要在大型和更均质的样品中进行双重研究,并使用先进的定量遗传方法进行分析。

  为了研究遗传和环境对人脑中功能性神经网络的影响的稳定性,需要在儿童期和成年期进行纵向双胞胎研究,因为脑容量在整个生命过程中会动态变化。

  新的脑成像方法,如DTI光纤跟踪和静息状态功能磁共振成像,可以研究脑功能的神经网络的遗传性。

  这些与新遗传方法相一致的新方法将使我们能够进一步解开哪些基因和环境因素及其中的相互作用在整个生命中影响人类大脑结构。

  出处:http://www.ecnp.eu/

搜索
网站分类