Hustota nervových vlákien v mozgu spája genetiku s inteligenciou, tvrdí štúdia

Nová štúdia publikovaná v časopise Cerebral Cortex odhalila, že rozdiely v inteligencii môžu byť čiastočne vysvetlené hustotou neuritov v mozgových spojeniach, ktorá je ovplyvnená genetikou jedinca.

Vedci dlhodobo hľadajú odpoveď na otázku, ako genetické rozdiely ovplyvňujú štruktúru mozgu a kognitívne funkcie. Predchádzajúce štúdie potvrdili dedičnosť inteligencie, ale táto nová práca sa zameriava na úlohu bielej hmoty, ktorá tvorí komunikačnú sieť mozgu. Bielej hmote sú tvorené nervové vlákna, ktoré prenášajú signály medzi rôznymi oblasťami mozgu. Hoci sa vie, že biela hmota zohráva úlohu pri kognitívnych funkciách, doteraz nebolo jasné, ktoré jej špecifické vlastnosti sú najdôležitejšie a ako prepájajú genetiku s inteligenciou.

Staršie štúdie sa často spoliehali na meranie anizotropie, ktoré zachytáva smerový pohyb molekúl vody v mozgu a používa sa na posúdenie integrity bielej hmoty. Vyššie hodnoty tohto ukazovateľa sa spájali s lepším kognitívnym výkonom. Avšak, anizotropia nešpecifikuje, či sú pozorované efekty spôsobené hustejšími neuritovými spojeniami, jednotnejšou orientáciou vlákien alebo vyšším stupňom myelinizácie. Cieľom novej štúdie bolo ísť nad rámec tohto všeobecného merania pomocou cielenejších neurozobrazovacích techník.

"Našou motiváciou bolo dôkladnejšie preskúmať štrukturálnu sieťovú konektivitu mozgu, teda anatomické spojenia medzi oblasťami mozgu, vo vzťahu k inteligencii, pretože dnes panuje zhoda, že rôzne oblasti mozgu tvoria sieť a vymieňajú si informácie," povedala autorka štúdie Christina Stammen z Leibnizovho výskumného centra pre pracovné prostredie a ľudské faktory (IfADo).

Komentár redakcie: Táto štúdia prináša nový pohľad na biologické mechanizmy, ktoré spájajú genetiku s inteligenciou. Zameraním sa na mikroštrukturálne vlastnosti bielej hmoty ponúka podrobnejší pohľad na to, ako genetická variácia môže formovať štrukturálne siete mozgu a prispievať ku kognitívnym schopnostiam. Zistenia naznačujú, že hustota neuritov môže hrať ústrednejšiu úlohu v tomto procese ako ich usporiadanie alebo myelinizácia. **Reakcie z Redditu:** *Icy-Swordfish7784*: Čo je to "genetické skóre"? Našli konkrétne gény alebo nie? *GreenFlyingSauce*: Štúdie sa zúčastnilo viac ako 500 zdravých mladých dospelých, väčšinou študentov univerzity. Nikde sa nespomína, ako zohľadnili environmentálne premenné. Článok je len dobrý spôsob, ako potešiť eugenických chlapcov. *Snoo82970*: Ak je výška primárne genetická, bolo by prekvapujúce, keby inteligencia nebola aspoň čiastočne ovplyvnená génmi. Možno, úprava génov umožní jednotlivcom, ktorí túžia po vyššom IQ, preklenúť medzeru.

Vedci použili dve pokročilé zobrazovacie metódy na podrobnejšie preskúmanie mikroštruktúry mozgu. Prvou je NODDI (neurite orientation dispersion and density imaging), ktorá odhaduje hustotu a usporiadanie neuritov, projekcií z nervových buniek, ktoré v bielej hmote tvoria predovšetkým signály prenášajúce vlákna zvané axóny. Druhá metóda, myelin water fraction imaging, odhaduje množstvo myelínu, tukovej látky, ktorá obaľuje nervové vlákna a urýchľuje prenos signálov. Tieto prístupy umožnili tímu oddelene skúmať hustotu neuritov, rozptyl orientácie a myelinizáciu v bielej hmote.

Štúdie sa zúčastnilo viac ako 500 zdravých mladých dospelých, väčšinou študentov univerzity. Každý účastník absolvoval sériu testov inteligencie, ktoré merali verbálne, numerické a priestorové schopnosti, všeobecné znalosti a rýchlosť spracovania. Použitím faktorovej analýzy výskumníci vypočítali skóre všeobecnej inteligencie pre každého účastníka. Na posúdenie genetického vplyvu vedci vytvorili polygenické skóre inteligencie pre každého účastníka, ktoré sumarizuje malé účinky tisícov genetických variantov spojených s inteligenciou.

Účastníci tiež podstúpili MRI vyšetrenia, z ktorých vedci získali podrobné merania vlastností bielej hmoty v 64 odlišných mozgových dráhach. Pre každú dráhu vypočítali index hustoty neuritov, index rozptylu orientácie a podiel vody v myelíne. Výsledky ukázali, že s inteligenciou významne súvisela hustota neuritov, nie rozptyl orientácie alebo myelinizácia. Ľudia s vyšším polygenickým skóre pre inteligenciu mali tendenciu mať vyššiu hustotu neuritov v 28 zo 64 dráh bielej hmoty. Vyššia hustota neuritov v 18 dráhach bola priamo spojená s vyšším skóre všeobecnej inteligencie.

Zaujímavé je, že index rozptylu orientácie, ktorý odráža, ako rovnomerne sú neurity usporiadané, nepreukázal žiadnu súvislosť s inteligenciou. Podobné výsledky boli zaznamenané pre obsah myelínu. Vedci sa domnievajú, že počet neuritov v určitých mozgových dráhach môže byť pre inteligenciu relevantnejší ako rýchlosť prenosu signálov. To je v súlade s myšlienkou, že jedinci s hustejšie prepojenými mozgovými sieťami môžu byť lepšie vybavení na riešenie zložitých problémov.

"Vzťah medzi našimi genetickými variantmi a našou inteligenciou je čiastočne sprostredkovaný hustotou neuritov," vysvetlila Stammenová. Napriek tomu, že nájdené efekty sú malé, vzhľadom na komplexnosť premenných sú aj malé príspevky individuálnych faktorov zmysluplné. Je však nutné zopakovať štúdie na väčších vzorkách a overiť výsledky pomocou rôznych štatistických techník.