Открыт осенний преднабор стартапов. Участвуй в конкурсе, чтобы получить грант на менторскую поддержку
Close
Лекции Y Combinator.
На русском и украинском.
Как это было весной-летом 2017: http://russol.info/startupinit
Я присоединяюсь
Я помогу с
Имя
Емейл
Телефон
Профиль в соцсетях
Почему вам это нужно
Присоединиться к команде RUSSOL
Готов помогать
Я помогу с
Имя
Емейл
Телефон
Профиль в соцсетях
Почему вам это нужно
Предзапись на просмотр или посещение лекций потока осень 2018
По вторникам и четвергам. C 19 до 21
Лекции будут доступны в формате трансляций, записей и конспектов.
Имя
Телефон
Емейл
О вас
Какой тип участия интересен?
Другой тип участия
образовательный цикл для стартапов и предпринимателей "биология поведения человека"
Выделить черты генетические, а не сформировавшиеся под влиянием среды, оказывается, очень непросто
Одинаково ли количество генетического материала, который мы получаем от каждого из родителей? Как уход за детенышем в первые дни жизни влияет на пожизненные изменения в мозге? И как изучение проявлений шизофрении в приемных семьях стало «золотым стандартом» исследований целой биологической дисциплины?
Это экспериментальная публикация одного из конспектов курса лекций Роберта Сапольского о биологии поведения человека. Хотим рассказать стартапам, предпринимателям, бизнесменам, маркетологам и другим о том, как думает человек, чем руководствуется и почему поступает так или иначе. Каждая лекция, а всего их 20+, это около двух часов просмотра. Конспект же помогает получить важное за 5-10 минут чтения.

Станьте спонсором публикаций, поддержите инициативу!
Ищем науч. сотрудников факультетов биологии для рецензирования
Напишите Юрию, чтобы обсудить детали.


Инициатор
: школа стартапов RUSSOL
Проверка: Юрий Ярцев
Редактура: Анна Глот
Контент-менеджмент: аноним
Профессор Стэнфордского университета Роберт Сапольски рассказывает о влиянии генов на поведение и факторе, который зачастую оказывается важнее генетики.

О наследуемых признаках и влиянии окружения

В ходе этой лекции мы будем последовательно рассматривать и отвергать разные методы, которыми пользовались биологи при изучении врожденных форм поведения. Как понять, зависит ли поведение от генов? Отправной точкой в момент зарождения этой биологической дисциплины было убеждение – если вы нашли универсальную для вида черту, это значит, что она генетическая. Но если мы рассматриваем семью, очевидно, что у ее представителей общими являются не только гены, но и окружение, среда.

Но как понять, насколько сильно влияние среды? Первый подход заключался в сравнении монозиготных (однояйцевых) и дизиготных (разнояйцевых) близнецов одного пола. Предположим, что и те, и другие растут в одинаковой среде. Таким образом, если общий признак сильнее выражен у монозиготных – причина в большем количестве общих генов, рассуждали ученые. Однако стройную, казалось бы, концепцию разрушило простое возражение – невозможно создать совершенно одинаковую среду. Даже внутри организма матери близнецы иногда развиваются в общей плаценте, а иногда каждый в отдельной, а это уже разная среда. Тем более к появившимся на свет однояйцевым и разнояйцевым близнецам окружение относится по-разному, что совершенно дискредитирует подобный подход.


Подписаться на рассылку конспектов
Роберта Сапольского
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности: мы будем отправлять вам письма с конспектами лекций школы, новостями школы, а также анонсами проводимых событий
О «математическом гене» у мальчиков

Второй момент – половые различия. Как показали исследования, даже в первый час жизни новорожденного мамы ведут себя по-разному с мальчиками и с девочками. Разная среда формируется с самых ранних моментов.

Интересный факт выяснили ученые из Университета Джонса Хопкинса, Камилла Бенбоу и Джулиан Стэнли. Они провели тест по математике в младших классах школы (пока дети еще не делятся на спецклассы, не берут факультативы, а учатся по общей программе), изучили результаты 40 тысяч работ и обнаружили явные половые различия в средних значениях математического теста – в пользу мальчиков. Соотношение мальчиков к девочкам среди тех, кто лучше всего написал тест, было 13:1. Ученые сделали вывод – поскольку дети находились в одинаковой образовательной среде, то эти гендерные различия между ними являются генетическими. Журналисты подхватили эту фразу и начали писать о «математическом гене» у мальчиков.

Однако огромное число исследований показало, что среда далеко не одинакова. Даже в младших классах для решений простейших задач к доске – при равном количестве поднятых рук – чаще вызывают мальчиков. И хвалят их за успехи в математике гораздо чаще. О какой одинаковой среде здесь можно говорить?

О риске развития шизофрении у приемных детей

Теперь разберем обратный подход. Среда одна, гены разные – усыновленные дети и их приемные родители, не имеющие с этими детьми общих генов. Этот подход стал основой для выдающегося исследования ученого из Гарварда Сеймура Кети, который занимался изучением шизофрении. Он наблюдал за приемными детьми с шизофренией, чтобы выявить, у кого из них заболевание будет встречаться чаще, в зависимости от наличия психического расстройства у биологических или приемных родителей. Выяснилось, что если ни те, ни другие не страдают шизофренией, то у приемного ребенка риск заболеть составляет около 1% – как и в целом в популяции. Но если хотя бы один из приемных родителей страдал этим психическим расстройством, то риск возрастал уже до 3%, если хотя бы один из биологических – до 9%. Если же и среди родных, и в приемной семье были родители-шизофреники, риск заболеть составлял целых 17%.

Таким образом, сочетание генетической предрасположенности с влиянием среды в 17 раз повышало шансы получить психическое расстройство по сравнению со средним значением в популяции. Исследование Кети стало первым современным научным доказательством наследственной основы психических заболеваний и «золотым стандартом» проведения исследований в поведенческой генетике.

Об исследовании генетических черт у близнецов, разлученных при рождении

Еще один метод изучения генетики поведения – наблюдение за однояйцевыми близнецами, разделенными при рождении. Одну из крупных работ в этой области опубликовал Том Бушар из Университета Миннесоты. Он исследовал порядка 40 пар близнецов, которых сразу после рождения отправили в разные семьи. Выяснилось, что наиболее значимая и весомая находка – это 50-процентная наследуемость IQ, агрессии или склонности к поведению интроверта или экстраверта.

Уязвимости этого метода очевидны. Таких случаев вообще довольно мало. Но основной вопрос в том, что даже если близнецов забирают разные семьи, это не является делом случая. Для детей стараются подбирать среду, максимально похожую на среду их биологических родителей. Так что и здесь выделить именно генетические черты, сформировавшиеся без влияния окружения, оказывается непросто.

О влиянии гормонов матери на наступление пубертатного периода

Мы плавно подходим к тому, что многие факторы поведения связаны с влиянием пренатального периода развития. Все описанные выше подходы (усыновление, разлученные при рождении близнецы, монозиготные или дизиготные близнецы) основаны на допущении – среда начинается с рождения. Поначалу ученые, занимавшиеся поведенческой генетикой, не принимали в расчет период беременности. Тем не менее все, что испытывает мать, воздействует и на плод. Например, наблюдается, что возраст матери при рождении ребенка отражается на возрасте наступления пубертатного периода у ребенка. Дети слишком юных или пожилых женщин вступают в этот период позже, и это может быть связано с разным уровнем эстрогена у их матерей и матерей среднего возраста.

Об «эффекте бабушки»

Исследования на крысах показали, что если во время беременности мать испытывает стресс, то ее еще не родившиеся детеныши получают повышенную дозу гормонов стресса глюкокортикоидов. В результате их мозг будет меньше, чем у тех, чья мать стрессу не подвергалась. Особенно пострадает участок мозга, ответственный за отключение реакции на стресс. Как следствие, детенышам будет сложнее преодолевать последствия стресса, уровень глюкокортикоидов в их организмах будет выше. Когда подросшие самки принесут собственное потомство, их детеныши также родятся с уменьшенным мозгом и повышенным уровнем гормонов стресса. Когда это явление впервые описали в 60-х, его назвали «эффектом бабушки». Этот эффект, который распространяется на 4-5 поколений, стал первым примером того, что сейчас называют неменделевским наследованием, негенетическим наследованием признаков. Несмотря на то, что он выглядит как генетическая черта, это признак, который формируется под влиянием воздействия окружающей среды.

О голодной зиме 1944 года

Во время Второй мировой войны, осенью 1944 года Германия наложила эмбарго на поставки продуктов питания в западную часть Нидерландов. В результате стечения ряда обстоятельств в стране начался массовый голод, который продлился несколько месяцев. Исследования, проведенные спустя десятилетия после войны, показали, что жители Голландии, чьи матери вынашивали их во время голодной зимы, во взрослом возрасте в 19 раз чаще страдают от ожирения, диабета и гипертонии. Это коснулось именно тех, кто в голодный период находился в конце второго и в третьем триместре, когда плод уже достаточно развит. Тела детей после рождения были уже запрограммированы на крайне экономный метаболизм, на накопление как можно большего количества питательных веществ. Это знаковое исследование вылилось в целую область науки –изучение пренатальных причин заболеваний у взрослых.

О неравном количестве ДНК от каждого родителя

В 60-х годах стало известно, что у митохондрий есть собственная ДНК. Отсюда следовал важный вывод – абсолютное большинство митохондриальной ДНК достается человеку от матери. В сперматозоидах содержится крайне мало митохондрий, в яйцеклетке же их число на несколько порядков выше. Кроме того, яйцеклетки, в отличие от сперматозоидов, содержат факторы транскрипции. Этот факт опровергает тезис о равном количестве генов от каждого родителя. Выходит, что генетическое влияние родителей распределяется неравномерно, и большую часть генетического материала мы получаем от матери.

Почему это важно? Предположим, что у нас есть ген Х и некий единственный фактор транскрипции А, способный активировать этот ген. Если какие-либо обстоятельства повлияют на фактор транскрипции А в оплодотворенной яйцеклетке и отключат его, то экспрессии гена Х не произойдет. В этом случае совершенно неважно, какую версию гена Х унаследуете вы или ваши дети. Из-за изменений в материнской яйцеклетке потомство будет наследовать ген Х, но он никогда не экспрессируется.

О влиянии среды в неонатальный период

Еще несколько слов об эпигенетике, которая изучает изменения на уровне регуляции экспрессии генов. Впечатляющее исследование провел Майкл Мини из Университета Макгилла. Он установил, что если новорожденную крысу в первые две недели жизни забирать на 3 минуты от матери и гладить, то во взрослом возрасте у нее будет больше мозг, лучше способности к обучению и более низкий уровень гормонов стресса. Если же забирать крысенка на полтора часа и при этом гладить – мозг и продолжительность жизни будут меньше.

Однако вопрос вовсе не в поглаживаниях ученых или их ассистентов, а в том, что детенышу, которого забрали на 3 минуты, мать по возвращении уделяет больше внимания, чем другим, тщательнее чистит и вылизывает его. В то же время того, которого забрали на полтора часа, по возвращении длительное время игнорируют. Кроме того, самки, за которыми матери лучше ухаживали в детстве, в свою очередь, становятся лучшими матерями, в то время как дети «безразличных» крыс так же относятся к своему потомству.

Но что меняется в результате более тщательного материнского ухода? Меняется доступ факторов транскрипции, активирующих гены, которые создают рецепторы для гормонов стресса. Разные типы материнского поведения влияют на пожизненные изменения в экспрессии разных генов. Кажется, что это генетика определяет, какой матерью будет та или иная крыса, но на самом деле – поведение ее собственной матери. Мы снова сталкиваемся с неменделевским наследованием, только в данном случае уже не пренатальный, а ранний опыт вызывает значительные изменения в мозге. Но стоит отметить, что в случае раннего опыта это обратимый процесс. Если вы переместите детеныша от невнимательной матери к более заботливой, вы измените этот эпигенетический паттерн.

О непрямом генетическом влиянии на поведение

Тем не менее, бывают обстоятельства, когда гены влияют на поведение или регулируют его. Однако зачастую это, по выражению психолога Джудит Рич Харрис, «непрямые генетические эффекты». Например, наследуемость экстраверсии и интроверсии может быть обусловлена физическими признаками, которые мы наследуем от родителей – ростом и внешней привлекательностью. Известно, что экстраверсия ярче проявляется у тех, кому в детстве уделяли больше внимания. И так же хорошо известно, что к более высоким и привлекательным людям окружающие относятся лучше.

Описано немало случаев, когда потомство домашней птицы будто бы наследует ее статус. Но опыты показали, что наследуется вовсе не положение в стае, а окраска перьев родителя. Таким образом, если родитель имел низкий статус, унаследованная от него цветовая схема оперения загонит в подчинение и подросшего птенца. У пород крыс и мышей с повышенной агрессией оказался на самом деле более низкий, чем у других, порог чувствительности к боли.

Интересный пример - в США примерно на 70% наследуются симпатии к той или иной политической партии. Но прежде чем размножаться ради политических взглядов, поймите, что дети наследуют не поведение родителей, а черты характера. Крупное исследование показало, что одним из самых распространенных различий между республиканцами и демократами оказалось их отношение к неопределенности, которая весьма раздражает людей с консервативными взглядами. Черты характера влияют на политические взгляды.
Подписаться на рассылку конспектов
Роберта Сапольского
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности: мы будем отправлять вам письма с конспектами лекций школы, новостями школы, а также анонсами проводимых событий
Made on
Tilda