Гены и среда: как близнецы помогают в изучении поведения

Гены и среда: как близнецы помогают в изучении поведения

Генетика – не только наука цифр и лабораторий, это еще и наука, имеющая точки соприкосновения со многими гуманитарными дисциплинами. Например, психогенетика – одна из наиболее интересных междисциплинарных областей современного знания. Одним из главных инструментов психогенетики является метод близнецов. 5 фактов о близнецовом методе, его потенциале, ограничениях и успехах рассказывают научные сотрудники Лаборатории когнитивных исследований и психогенетики ТГУ Ксения Шарафиева и Дарья Мацепуро и заведующая лаборатории, профессор Юлия Ковас.
 448 •
  0
24.01.2019

1. В чем суть близнецового метода?

Метод близнецов или близнецовый метод - ключевой метод, использующийся в психогенетике (науке о наследственности и средовых влияниях на поведение).

Метод заключается в сравнении однояйцевых (монозиготных - МЗ) и разнояйцовых (дизиготных - ДЗ) близнецов. Монозиготные близнецы – это фактически 100% генетические копии друг друга, а дизиготные близнецы генетически похожи в среднем на 50%, как обычные родные братья и сёстры. При этом и те, и другие близнецы разделяют общую среду, например, они развиваются в одной утробе, воспитываются в одной семье, обучаются зачастую в одной школе или даже в одном классе.

Это означает, что наличие различий в физических и психологических характеристиках и поведении между монозиготными близнецами объясняется влиянием среды, а различия у дизиготных близнецов объясняются и влиянием среды и генетическими влияниями. Близнецовый метод направлен на выявление средовых и генетических влияний на различные признаки.

Современные исследования, выполненные методом близнецов, указывают на то, что почти все признаки частично зависят от генетических факторов, причем некоторые признаки показывают более сильное генетическое влияние (например, рост), другие – менее сильное влияние (например, черты личности). Большинство признаков являются сложными - их наследуемость обусловлена большим количеством генов, например, в случае с аутизмом.

Иллюстрация Георгий Сапего

2. Кто открыл близнецовый метод?

Идея близнецового метода была сформулирована Ф. Гальтоном еще в 1865 году. А в 1876 г. появилась его статья «История близнецов как критерий относительной силы природы и воспитания. В статье обсуждаются и вопросы биологии многоплодия, и близнецовый метод генетики, и полученные с его помощью данные о роли «природы» и «воспитания» в формировании индивидуальных особенностей людей.

В России первые системные психогенетические исследования с использованием близнецов начались через полвека - в 1929 г. в Медико-генетическом институте. Исследовательская группа под руководством С.Г. Левита создала самый большой (на тот момент) в мире близнецовый регистр, включавший более 1 000 пар близнецов. Ученые также организовали «близнецовый» детский сад для проведения исследований. Однако эта работа была остановлена и запрещена в конце 1940-х в результате «лысенковщины». Впоследствии исследования в области генетики поведения в СССР прекратились на 25 лет.

3. Какие открытия были сделаны при помощи близнецового метода?

Близнецовый метод используется и в здравоохранении для изучения процессов наследуемости различных заболеваний и предрасположенностей, и в гуманитарных науках. В мире на сегодняшний день существует целый ряд масштабных лонгитюдных близнецовых исследований.

Например, ряд психогенетических исследований посвящен анализу индивидуальных различий в способностях к обучению и школьной успеваемости по отдельным предметам. Так, для способности к чтению получены оценки наследуемости около 40-60%, а оценки влияния общей среды варьируют от 25 до 45%. Похожий вклад генетических и средовых факторов в индивидуальные различия получен и для способностей в математике. Другие исследования, проведенные с использованием близнецового метода, были направлены на изучение индивидуальных различий в чувстве числа (способности правильно оценивать количество предметов с первого взгляда, не считая их). Индивидуальные различия в чувстве числа обнаруживаются в раннем возрасте, сохраняются в более позднем развитии и связаны с общим интеллектом. Исследования показали, что генетический вклад для чувства числа составляет только 32%, индивидуальные различия во многом объясняются неразделенным влиянием среды.

Еще одно интересное исследование было проведено под руководством Юлии Ковас. В нем приняли участие 13 тысяч близнецов в возрасте от 9 до 16 лет из России, Великобритании, США, Германии, Японии и Канады. Ученые пытались ответить на вопрос, в чем причины мотивации к обучению у школьников, почему им нравится или не нравится учиться, и насколько для них интересен тот или иной предмет школьной программы. Результаты исследования были опубликованы в журнале Personality and Individual Differences. Выяснилось, что даже монозиготные близнецы, которые растут в одной семье и учатся в одном классе, могут сильно отличаться по своей мотивации. По словам руководителя исследования, это говорит о том, что существует масса каких-то средовых воздействий, которые не работают на уровне семьи или класса, а индивидуально специфичны. Генетические факторы также вносят вклад в индивидуальные различия в мотивации.

4. Какие разновидности близнецового метода используются сегодня?

Существует несколько основных разновидностей близнецового метода: классический (сравнение сходства монозиготных и дизиготных близнецов), метод разлученных близнецов, изучение семей (например, детей) МЗ близнецов, метод контрольного близнеца, близнецовой пары.

Метод разлученных близнецов заключается в оценке внутрипарного сходства исследуемого признака у близнецов, которые были разлучены в детстве и, следовательно, воспитывались в разных средах. Наибольшую ценность представляют пары МЗ близнецов (МЗр), разлученных в первые месяцы или годы жизни, поскольку это означает, что два генетически одинаковых человека растут в разных условиях. В таком случае их сходство не может быть объяснено сходством постнатальной среды, следовательно, полученные корреляции - во многом отражает наследуемость признака.

Критика этого варианта близнецового метода заключается в сложности оценки действительного различия сред, в которых воспитывались МЗ близнецы.

Метод семей МЗ близнецов, или метод монозиготных полусиблингов заключается в сопоставлении детей в семьях, где матери или отцы являются монозиготными близнецами. Эти дети имеют своеобразный генетический статус: тетя (или дядя) с точки зрения генетической — то же самое, что мать (или отец).

Главная задача, для решения которой этот метод дает ценный материал, состоит в выявлении так называемого материнского эффекта. Этим термином обозначается преимущественное влияние матери на фенотип потомков, возникающее не только благодаря передаче генов, но и из-за психологических, постнатальных, а также биологических и внутриутробных факторов.

Наличие материнского эффекта в психологической черте должно проявиться в большем сходстве детей, имеющих матерей — МЗ близнецов, по сравнению с детьми, у которых отцы-МЗ близнецы. Интерес также вызывают эффекты цитоплазматической наследственности, которые можно обнаружить (в психологических признаках человека) пока только при помощи метода семей МЗ близнецов. Дело в том, что, помимо генов, заключенных в хромосомах ядра клетки, носителями наследственной информации являются некоторые структуры, находящиеся в цитоплазме.

Метод контрольного близнеца (взаимоконтроля близнецов, контроля по партнеру, близнеца-свидетеля) основан на том, что МЗ близнецы являются идеальным контролем друг к другу. Если группу МЗ близнецов разделить на две выборки так, чтобы в каждую вошли по одному близнецу из каждой пары, то исследователь получит уникальную ситуацию — две выборки, уравненные и по генетической конституции, и по основным средовым (общесемейным) параметрам. Далее можно, например, одну группу тренировать, а другую — нет или тренировать их в разном возрасте, как это было сделано в работе А. Гезелла, который впервые использовал метод, изучая развитие одной женской пары МЗ близнецов с первых месяцев жизни до 14 лет. Они получили материал, свидетельствующий о зависимости эффективности обучения (двигательного и речевого) от возраста.

Метод близнецовой пары. Еще в 30-х годах появились работы, в которых рассказывалось об особой психологической ситуации в парах близнецов, «эффекте пары», или «эффекте близнецовости». Основными характеристиками этой особой психологической ситуации являются две противопоставленные тенденции: к идентификации со своим со-близнецом и, напротив, к индивидуализации каждого близнеца. Первая приводит к ощущению себя сначала членом пары и лишь затем — отдельной личностью; вторая, в крайних случаях, может привести к выраженным конфликтным отношениям близнецов, протесту против «второго — такого же». С возрастом первая тенденция обычно ослабевает, уступая место второй, причем у близнецов-мужчин данный процесс происходит легче, чем у женщин.

5. Я близнец - как стать участником исследований?

Лаборатория когнитивных исследований и психогенетики Томского государственного университета – один из ключевых научных центров в России, где активно используется близнецовый метод. В 2011 году на базе лаборатории при участии Российско-британской лаборатории психогенетики Психологического института РАО был создан первый в России близнецовый регистр - Российский школьный близнецовый регистр "Прогресс".

Близнецовый регистр - это важный ресурс, инструмент изучения того, как индивидуальные различия влияют на процесс обучения. С его помощью воплощаются в жизнь междисциплинарные исследования мирового уровня, проводятся молекулярно-генетические кросс-культурные исследования для понимания механизмов когнитивного развития.

Для участия в данном проекте приглашаются родители близнецов и преподаватели общеобразовательных школ. Для регистрации близнецов школьного возраста необходимо заполнить форму регистрации на сайте. 

А в 2015 году стартовал международный научно - исследовательский проект, направленный на изучение природы индивидуальных различий в познавательных процессах. Цель исследования в длительной перспективе – анализ причин успешности и неуспешности людей в освоении математики и других когнитивных функций. Задачей также является разработка новых, более «математически дружелюбных» программ образования от школы до университета. Проект осуществляется совместно с лабораторией InLab, Голдсмитс Университета Лондона; лабораторией возрастной психогенетики и Российско-британской лабораторией психогенетики Психологического института Российской академии образования; и инновационным центром исследований нарушений способностей к обучению Университета Огайо. В рамках проекта исследования нейрофизиологических механизмов индивидуальных различий в познавательных процессах проводятся именно с помощью близнецового метода.

Иллюстрация Георгий Сапего

Если вы являетесь близнецами в возрасте от 17 до 30 лет и хотите принять участие в данном проекте, то вам нужно заполнить онлайн форму регистрации, которую вы можете найти на официальной страничке проекта по ссылке.

Также всю информацию о деятельности Лаборатории когнитивных исследований и психогенетики, как структурного подразделения Международного центра исследований развития человека, можно получить на сайте.  

Комментарии для сайта Cackle

Актуальное

Главное


Партнеры

Все партнеры