На вопрос о том, какие факторы — врожденные (генетические) или внешние (влияние социальной среды) — оказывают большее влияние на стремление и способности человека к учебе, исследователи пытаются ответить уже давно. Специалисты сходятся во мнении: несмотря на то что окружающая человека социальная среда существеннейшим образом влияет на получение образования, генетический фактор также играет в этом немаловажную роль.
Выявление конкретных генов, влияющих на получение образования, — задача весьма сложная и длительная. Так, в ходе предыдущей работы в результате анализа генетического материала сотни тысяч человек группа исследователей, возглавляемая Дэниэлом Бенджамином (Университет Южной Калифорнии),
сумела обнаружить три аллели (аллели — это варианты одного гена), которые были связаны со склонностью человека к учебе, — этот результат сложно назвать очень значимым.
Теперь исследовательская группа Дэниэла Бенджамина продолжила и расширила свою работу. Ученые воспользовались методом полногеномного поиска ассоциаций (GWAS — Genome-Wide Association Studies) — поиском связей между генетическими вариантами и фенотипическими (т.е. проявившимися у человека) признаками. Обычно в качестве такого внешнего признака берется предрасположенность человека к какому-либо заболеванию, однако в данном случае в качестве фенотипического признака ученые взяли степень образованности человека. В качестве критерия образованности бралось количество лет, проведенных человеком в стенах учебных заведений. Этот показатель традиционно используется в подобных научных работах. Результаты исследования были опубликованы в последнем номере журнала Nature.
Применяя метод GWAS, ученые исследуют не отдельный участок генома, а полные последовательности ДНК участников исследования. Затем начинают поиск аллелей — разных форм одного гена.
Если какие-то из них встречаются чаще у больных людей, чем у здоровых, это значит, что эти аллели связаны с болезнью.
Если в прошлый раз исследователи проанализировали генетические данные 100 тыс. человек, то на этот раз они воспользовались генетической информацией, взятой из 64 баз данных. Исследованная ДНК принадлежала 293 723 людям из 15 стран мира, а при повторном анализе (он проводится, чтобы удостовериться в первоначально полученных результатах) использовалась ДНК 111 349 человек. Все участники исследования в среднем учились по 14,3 года.
Исследовательская группа (в состав которой входило 253 специалиста) обнаружила 74 локуса (места, где находятся аллели), которые напрямую были связаны с количеством посвященных получению образования лет.
Ученые дают этому факту следующее объяснение: данные однонуклеотидные полиморфизмы (отличия последовательности ДНК размером в один нуклеотид) отвечают за развитие тканей головного мозга человека еще до его рождения, в частности за увеличение количества нейральных клеток-предшественниц (которые затем превращаются в специализированные клетки), перемещение новых нейронов в разные слои коры головного мозга, развитие дендритов (отростков нервных клеток, которые передают сигнал от одной клетки к другой), а также синаптическую пластичность мозга (его способность формировать новые нейронные связи и, соответственно, обучаться). Генетики полагают, что на самом деле ответственных за развитие мозга и обучаемость человека аллелей не 74, а гораздо больше, а значит, работа по их поиску будет продолжаться.
Однако, как выяснилось, найденные генетические варианты отвечают не только за активное развитие головного мозга.
Те же самые аллели повышают склонность человека к развитию биполярного аффективного расстройства (психическое заболевание, при котором человек страдает от быстрой смены маниакальных и депрессивных состояний), а также шизофрении.
В случае с шизофренией корреляция довольно слабая, но устойчивая и статистически значимая, отмечают авторы работы.
Впрочем, всем продолжающим учебу после окончания школы есть и чему порадоваться. Те же самые аллели, как показали исследователи, понижают риск развития болезни Альцгеймера и невротизма (эмоциональной неустойчивости, тревожности и низкого чувства самоуважения). О том, что связанные с успешным обучением человека генетические факторы влияют и на другие стороны личности, отделу науки рассказала и Юлия Ковас, профессор генетики и психологии, директор лаборатории Inlab факультета психологии Лондонского университета Голдсмитс, соруководитель Российско-британской лаборатории психогенетики Психологического института РАО, заведующая лабораторией когнитивных исследований и психогенетики ТГУ.
«Индивидуальные различия в общем интеллекте у 16-летних школьников примерно на 60% объясняются генетическими различиями. Интересно, что примерно такой же процент индивидуальных различий объясняется и в школьной успеваемости. Однако лишь примерно половина генетических факторов, влияющих на школьную успеваемость, связана с генами, влияющими на интеллект. Другая половина связана с генетическими факторами, вовлеченными в мотивационные, личностные и другие характеристики.
Таким образом, генетическая структура школьной успеваемости полигенна и еще более сложна, чем структура интеллекта», — рассказывает ученый.
Кроме того, исследовательская группа Дэниэла Бенджамина утверждает: несмотря на то что найденные ими генетические варианты напрямую связаны с развитием головного мозга и склонностью человека к получению образования, ни в коем случае нельзя сбрасывать со счетов внешние факторы — такие как социальная среда человека. Так, ранее похожее исследование было проведено на примере близнецов — тогда ученые выяснили, что окружающая среда может усиливать или, наоборот, притуплять генетическую предрасположенность человека к учебе.