То, как наш мозг обрабатывает различные эмоциональные и когнитивные задачи, может быть подкреплено общими факторами, считают ученые из UNSW и Neuroscience Research Australia (NeuRA).
В этом последнем исследовании, опубликованном в журнале Human Brain Mapping , доктор Хэм Парк и доцент Джастин Гатт, занимающие совместные должности в UNSW Psychology и NeuRA, рассмотрели, как окружающая среда и генетика влияют на эмоции и познание, используя функциональные МРТ (фМРТ) близнецов.
«Было проведено довольно много исследований, посвященных влиянию генетики и окружающей среды на структуру мозга », — говорит доктор Парк, ведущий автор исследования. «Но гораздо труднее понять работу нашего мозга».
Результаты показали, что картина чрезвычайно сложна. Некоторые эмоциональные и когнитивные задачи были частично связаны с генетикой, а другие исключительно с окружающей средой.
Но они также обнаружили, что одни и те же генетические факторы и факторы окружающей среды могут играть роль в реакции мозга на две разные задачи. Например, анализ показал, что некоторые из одних и тех же генетических факторов влияют на то, как мы обрабатываем страх и счастье, а также на то, как мы поддерживаем наше внимание.
«Это исследование интересно, потому что мы получили более глубокое понимание того, какая часть нашего жизненного опыта модулирует определенные мозговые процессы , над которыми мы в определенной степени имеем больший контроль, по сравнению с вашей биологией, которую вы не можете изменить», — говорит профессор. Гатт, директор Центра благополучия, устойчивости и восстановления.
«Знание того, какие области функций нашего мозга тесно связаны с окружающей средой, может помочь нам разработать персонализированные подходы к вмешательству для улучшения психического благополучия».
Важность исследований близнецов
Так называемые дебаты «природа против воспитания» не новы.
Фактически, исследования близнецов стали уникальным исследовательским инструментом, используемым генетиками и психологами для оценки влияния генетики и влияния общего окружения человека (семьи) и уникального окружения (отдельные события, формирующие жизнь) на конкретный признак.
«В исследованиях близнецов важно набирать как однояйцевых, так и неидентичных близнецов », — говорит профессор. Гатт. «У однояйцевых близнецов общая генетика на 100 процентов, и если они выросли вместе, они живут в одной и той же среде. В то время как разнояйцевые близнецы имеют только 50 процентов общей генетики, но у них также есть общая среда».
«В этом исследовании мы хотели заполнить множество пробелов в литературе и предоставить более надежную и полную картину того, как наша генетика и факторы окружающей среды влияют на выражение активности мозга во время эмоциональных и когнитивных задач, анализируя близнецов», — говорит доктор. Парк.
Когнитивные и эмоциональные задачи
Последняя статья — одна из многих в исследовании TWIN-E , в котором в 2009 году приняли участие 1600 однояйцевых и разнояйцевых близнецов со всей страны. Гатт.
В этом конкретном исследовании участвовала часть исходной группы, в которой приняли участие в общей сложности 270 взрослых близнецов.
«Мы размещаем участников на кровати сканера фМРТ, оснащенной очками, которые позволяют им видеть стоящие перед ними задачи. Функциональные задачи предполагают, что они рассматривают различные изображения, разные стимулы через очки», — говорит профессор. Гатт.
Пока участники выполняли задания, аппарат фМРТ сканировал их мозг, чтобы измерить его активность.
Близнецы выполнили в общей сложности пять заданий. Два из них были связаны с эмоциональными реакциями, такими как реакции на различные выражения разных лиц, а три других были связаны с когнитивными способностями, такими как способность поддерживать внимание и кратковременную память.
Обработка сканирований фМРТ показывает, какая часть мозга активируется для различных процессов, и насколько сильно мозг активируется, можно измерить по шкале.
«Таким образом, у людей, у которых наблюдается большая активация в этой области, число выше, тогда как у людей с более низкой активацией их меньше. Затем мы используем эти цифры для выполнения того, что мы называем процессами «двойного моделирования», — говорит доктор Парк. «Именно здесь мы используем статистику, чтобы определить, какую роль генетика и окружающая среда вносят в это число».
Результаты моделирования близнецов
Методы двойного моделирования выявили два ключевых вывода в ходе анализа результатов.
Во-первых, исследователи рассмотрели влияние генетики и окружающей среды на каждую отдельную задачу. «Мы знаем, что мы используем разные мозговые сети для разных процессов — например, обработка плачущего или счастливого лица будет задействовать разные области мозга по сравнению с попыткой запомнить чей-то номер телефона», — говорит профессор. Гатт.
«Но мы обнаружили, что для некоторых из этих сетей генетика играет небольшую или умеренную, но значительную роль. А для других процессов только окружающая среда определяет функцию мозга».
Вторая часть анализа показала, что существуют сходства в генетических факторах и факторах окружающей среды, лежащих в основе различных задач.
«Например, мы обнаружили, что то, как мозг обрабатывает страх и счастье (что измерялось с помощью эмоциональных задач), а также наша способность поддерживать внимание (которая измерялась с помощью когнитивных задач ), имеет некоторые общие генетические факторы », — говорит доктор Парк. . «Это говорит о том, что некоторые общие генетические особенности могут лежать в основе этих очень разных процессов».
Напротив, команда также обнаружила, что наша способность поддерживать внимание и наша рабочая память имеют одинаковый вклад в окружающую среду, предполагая, что жизненный опыт, который исходит из вашего окружения, играет значительную роль в том, как выражается мозговая активность для этих двух факторов. процессы.
Психическое благополучие и устойчивость
Хотя очевидно, что и наша генетика, и жизненный опыт важны для определения того, как функционирует наш мозг, загадка еще далека от решения.
«Нам еще многое предстоит узнать», — говорит доктор Пак. Нынешние участники уже находились под наблюдением совсем недавно и снова выполнили те же задачи через 10 лет. А/Проф. Гатт, доктор Парк и их команда будут переоценивать результаты, чтобы увидеть, как влияние генетики и окружающей среды на эти мозговые процессы меняется со временем.
«Все эти результаты рисуют сложную картину взаимоотношений между генами и окружающей средой, которые вызывают активность мозга, лежащую в основе нашего познания и эмоций», — говорит профессор. Гатт. Но знание более точных деталей может помочь разработать персонализированные подходы к вмешательству, чтобы способствовать, например, более высокому психическому благополучию или уменьшению психологического стресса.
Фактически, продолжающееся исследование TWIN-E более широко фокусируется на психическом благополучии и устойчивости. «Итак, помимо изучения генов и окружающей среды, мы используем эти данные для прогнозирования траекторий психического благополучия и устойчивости с течением времени, а также для наблюдения за тем, как различия в таких маркерах, как функция и структура мозга, могут профилировать людей, которые немного более устойчивы или подвержены большему риску возникновения проблем с психическим здоровьем», — говорит профессор. Гатт.
Понимание того, насколько наш жизненный опыт влияет на определенные процессы по сравнению с влиянием генетики, важно, когда мы знаем, какие факторы мы можем изменить и контролировать, что особенно важно для людей с расстройствами настроения и тревожными расстройствами, объясняет профессор. Гатт.
«Если у кого-то есть склонность обращать внимание на негативные стимулы больше, чем на позитивные, и мы знаем, что существует элемент окружающей среды, способствующий этому, с помощью вмешательства или обучения, мы потенциально можем нацелиться на это и улучшить к лучшему».
