هدف این بود که ارتباط ژنتیکی (یا وراثت) ساختارهای قشری و زیر قشری در مغز آنها ترسیم شود. مطالعه روی دوقلوهای سالم ، 65 ساله یا بیشتر ، سرنخ های مهمی را در مورد چگونگی تأثیر ژن ها بر توسعه ساختارهای ماده خاکستری کلیدی باز کرده است ، که راه را برای طرح ژنتیکی مغز انسان هموار می کند. هدف نقشه برداری از ارتباط ژنتیکی بود ( یا وراثت پذیری) ساختارهای قشری و زیر قشری در مغز آنها. این ساختارها وظیفه اعم از حافظه و پردازش بصری تا کنترل موتور را بر عهده دارند.
پروفسور وی ون ، محقق ارشد ، می گوید: ما می دانیم که ژن ها قویاً زیربنای رشد مغز هستند. اما ما هنوز نفهمیده ایم که کدام ژن های خاص دخیل هستند یا چگونه در ساختارهای مختلف مغز نقش دارند. برای شناسایی این ژن ها ، ابتدا باید بدانیم که آیا این ژن ها در قسمت های مختلف مغز مشترک هستند یا منحصر به یک ساختار واحد هستند. وی افزود: این اولین تلاش برای بررسی ارتباط ژنتیکی بین تمام ساختارهای مغز با استفاده از طرح دوقلو است.
این تیم اسکن MRI 93 مجموعه دوقلوهای یکسان و 68 مجموعه دوقلوهای برادرانه را تجزیه و تحلیل کردند. این شرکت کنندگان همه مردان و زنان قفقازی بدون زوال عقل و با میانگین سنی 70 سال بودند که در ایالت های شرقی استرالیا زندگی می کردند.
دانشمندان حجم ساختارهای مغزی آنها (در مجموع 12) را اندازه گیری کردند و با استفاده از مدل آماری و ژنتیکی ، وراثت پذیری هر یک را تعیین کردند. وراثت پذیری حدی است که ژن ها در تفاوت های فنوتیپی یا فیزیکی نقش دارند. برخی از یافته های اصلی اصلی این بود که حجم ساختارهای قشری و زیر قشری سهم ژنتیکی متوسط تا قوی (بین 40 تا 80 درصد) دارد. هیپوکامپ زیر قشری که نقش کلیدی در فرآیندهای حافظه ایفا می کند ، در افراد مسن بیش از 70 درصد سهم ژنتیکی دارد.
این مطالعه نشان داد که ساختارهای قشری ، از جمله لوب پیشانی (حرکت ، حافظه و انگیزه) و لوب اکسیپیتال (پردازش بصری) ، بیش از 70 درصد سهم ژنتیکی دارند.
و در نهایت ، داده ها نشان می دهد که سه خوشه مرتبط با ژنتیک در مغز وجود دارد. اینها مناطقی هستند که به نظر می رسد مجموعه ژن های یکسانی بر ساختارهای متعدد تأثیر می گذارند.
یک خوشه شامل چهار ساختار لوب قشری است ، در حالی که دو خوشه شامل خوشه هایی از ساختارهای زیر قشری هستند.
درختان کاج سوزنی نرم کوچک
پروفسور پرمیندر ساچدف گفت ، حضور این سه خوشه مرتبط با ژنتیک مهمترین نتیجه است و تازگی کار در آنجا نهفته است.
این یک طرح کلی برای ایجاد یک مدل جدید از مغز است که به ساختارهای مرتبط ژنتیکی تقسیم می شود. وی افزود که می توان از آن برای تجزیه و تحلیل داده های بزرگ استفاده کرد و از آن برای شکار م effectivelyثرتر ژن های خاص دخیل در رشد مغز استفاده کرد.
ساچدف گفت که طرح دوقلوهای کلاسیک یک ابزار مهم برای درک این است که آیا ویژگی های فیزیکی یا رفتاری دارای یک عامل ژنتیکی هستند.
مطالعات دوقلوها شباهت یک صفت (یا مشخصه) بین دوقلوهای یکنواخت (یکسان) را که 100 درصد DNA خود را با هم دوقلوهای دوجنوبی (برادرانه) که 50 درصد DNA خود را به اشتراک می گذارند ، مقایسه می کند.
در این مطالعات ، اگر یک ویژگی فیزیکی برای دوقلوهای یکسان به طور قابل توجهی بیشتر از دوقلوهای برادر است ، این نشان دهنده یک مشارکت ژنتیکی قوی است.
با وجود یافتن سهم ژنتیکی قوی در تمام ساختارهای مورد بررسی ، ساچدف گفت که از ارتباط ژنتیکی کم بین ساختارهای قشری و زیر قشری شگفت زده شده است. این ساختارها دارای عوامل ژنتیکی منحصر به فردی بودند و فقط ضعیف ارتباط داشتند.
او یادآوری می کند که مغز یک اندام فوق العاده پیچیده است که نمی توان آن را به عنوان یک ساختار همگن برای اهداف ژنتیکی درمان کرد.
محققان امیدوارند نتایج آنها منجر به پیشرفت در این زمینه و درک بهتر نقشه ژنتیکی مغز انسان شود.
ساچدف گفت ، این یکی از اولین گام های اساسی است که باید برداشته شود.
درختی با شکوفه های صورتی بزرگ
علاوه بر این ، فاصله زیادی با ما وجود دارد ، اما اگر بتوانیم مبنای ژنتیکی تنوع در مغز انسان ها را درک کنیم ، می توانیم مکانیسم هایی را که باعث این تفاوت ها می شود ، درک کنیم و همچنین باعث توسعه بیماری ها در آینده می شویم.
این مطالعه در مجله Scientific Reports منتشر شد.