Gene prägen unser Verhalten, aber es ist kompliziert

Viele unserer psychologischen Merkmale sind angeboren. Es ist überwältigend Beweis Aus Zwillings-, Familien- und allgemeiner Bevölkerungsstudien sind alle Arten von Persönlichkeitsmerkmalen sowie Dinge wie Intelligenz, Sexualität und das Risiko psychiatrischer Erkrankungen in hohem Maße vererbbar. Konkret bedeutet dies, dass ein beträchtlicher Teil der Bevölkerungsstreuung von Werten wie IQ-Scores oder Persönlichkeitsmessungen auf genetische Unterschiede zwischen Menschen zurückzuführen ist. Die Geschichte unseres Lebens ist am definitivsten nicht Beginnen Sie mit einer leeren Seite.

Aber genau wie Beeinflusst unser genetisches Erbe unsere psychologischen Merkmale? Gibt es direkte Verbindungen von Molekülen zu Köpfen? Gibt es bestimmte genetische und neurale Module, die verschiedenen kognitiven Funktionen zugrunde liegen? Was bedeutet es zu sagen, dass wir "Gene für Intelligenz" oder Extraversion oder Schizophrenie gefunden haben? Dieses häufig verwendete "Gen für X" -Konstrukt ist unglücklich, da es nahelegt, dass solche Gene eine bestimmte Funktion haben: dass es ihr Zweck ist Ursache X. Dies ist überhaupt nicht der Fall. Interessanterweise entsteht die Verwirrung aus einer Verschmelzung zweier sehr unterschiedlicher Bedeutungen des Wortes "Gen".

Aus der Sicht der Molekularbiologie ist ein Gen ein DNA-Abschnitt, der für ein bestimmtes Protein kodiert. So gibt es ein Gen für das Protein Hämoglobin, das Sauerstoff im Blut transportiert, und ein Gen für Insulin, das unseren Blutzucker reguliert, sowie Gene für metabolische Enzyme und Neurotransmitter-Rezeptoren und -Antikörper usw. Wir haben insgesamt etwa 20,000-Gene, die auf diese Weise definiert sind. Es ist richtig, über den Zweck dieser Gene nachzudenken, wie sie diese Proteine ​​mit diesen zellulären oder physiologischen Funktionen kodieren.

Aber aus Sicht der Vererbung ist ein Gen eine physische Einheit, die von einem Elternteil an einen Nachwuchs weitergegeben werden kann, die mit einem bestimmten Merkmal oder Zustand in Verbindung steht. Es gibt beispielsweise ein Gen für Sichelzellenanämie, das erklärt, wie die Krankheit in Familien verläuft. Die Schlüsselidee, die diese beiden unterschiedlichen Konzepte des Gens miteinander verbindet, ist VariationDas "Gen" für Sichelzellanämie ist in Wirklichkeit nur eine Mutation oder Sequenzänderung in der DNA-Sequenz, die für Hämoglobin kodiert. Diese Mutation hat keinen Zweck - sie hat nur eine Wirkung.

Wenn wir also über Gene für Intelligenz sprechen, meinen wir wirklich genetische Varianten, die dazu führen Unterschiede in Intelligenz. Diese können ihre Auswirkungen auf sehr indirekte Weise haben. Obwohl wir alle ein menschliches Genom mit einem gemeinsamen Plan zur Herstellung eines menschlichen Körpers und eines menschlichen Gehirns teilen, das so verdrahtet ist, dass es unsere allgemeine menschliche Natur verleiht, kommt es unvermeidlich zu einer genetischen Variation in diesem Plan, da sich bei jedem Kopieren der DNA Fehler auftun mache neue Spermien und Eizellen. Die akkumulierte genetische Variation führt zu Variationen in der Art und Weise, wie sich unser Gehirn entwickelt und funktioniert, und letztendlich zu Variationen in unserer individuellen Natur.


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Dies ist nicht metaphorisch. Wir können direkt die Auswirkungen der genetischen Variation auf unser Gehirn sehen. Neuroimaging-Technologien zeigen erhebliche individuelle Unterschiede in der Größe verschiedener Hirnbereiche, einschließlich funktional definierter Bereiche der Großhirnrinde. Sie zeigen auf, wie diese Bereiche angelegt und miteinander verbunden sind, auf welchen Wegen sie aktiviert werden, und kommunizieren unter verschiedenen Bedingungen miteinander. Alle diese Parameter sind zumindest teilweise vererbbar - einige davon hoch.

TDie Beziehung zwischen diesen neuronalen Eigenschaften und psychologischen Merkmalen ist jedoch keineswegs einfach. Es gibt eine lange Geschichte der Suche nach Korrelationen zwischen isolierten Parametern der Gehirnstruktur - oder Funktion - und spezifischen Verhaltensmerkmalen, und sicherlich fehlt es nicht an scheinbar positiven Assoziationen in der veröffentlichten Literatur. Diese haben sich jedoch größtenteils keiner weiteren Prüfung widersetzt.

Es stellt sich heraus, dass das Gehirn einfach nicht so modular ist: Selbst ganz bestimmte kognitive Funktionen hängen nicht von isolierten Bereichen ab, sondern von vernetzten Gehirnsubsystemen. Und die übergeordneten Eigenschaften, die wir als stabile psychologische Merkmale erkennen, können nicht einmal mit dem Funktionieren bestimmter Subsysteme verknüpft werden, sondern ergeben sich aus dem Zusammenspiel zwischen ihnen.

Intelligenz ist beispielsweise nicht an einen lokalisierten Gehirnparameter gebunden. Es korreliert stattdessen mit der gesamten Gehirngröße und mit globalen Parametern der Konnektivität der weißen Substanz und der Effizienz von Gehirnnetzwerken. Es gibt keinen Teil des Gehirns, mit dem Sie nachdenken. Anstatt an die Funktion einer Komponente gebunden zu sein, scheint die Intelligenz stattdessen die Wechselwirkungen zwischen vielen verschiedenen Komponenten zu reflektieren - eher wie wir die Gesamtleistung eines Autos betrachten, als etwa PS oder Bremseffizienz.

Dieses Fehlen einer diskreten Modularität trifft auch auf genetischer Ebene zu. Eine große Anzahl von genetischen Varianten, die in der Bevölkerung üblich sind, wurde jetzt mit Intelligenz in Verbindung gebracht. Jeder von ihnen hat nur einen kleinen Effekt, aber zusammengenommen Konto für etwa 10 Prozent der Abweichung der Intelligenz in der untersuchten Bevölkerung. Bemerkenswerterweise kodieren viele der von diesen genetischen Varianten betroffenen Gene Proteine ​​mit Funktionen in der Gehirnentwicklung. Das musste nicht der Fall sein - es hätte sich herausgestellt, dass Intelligenz mit einem bestimmten Neurotransmitter-Pfad oder mit der metabolischen Effizienz von Neuronen oder einem anderen direkten molekularen Parameter verknüpft war. Stattdessen scheint es viel allgemeiner zu sein, wie gut das Gehirn zusammengesetzt ist.

Die Auswirkungen der genetischen Variation auf andere kognitive und Verhaltensmerkmale sind auf ähnliche Weise indirekt und auftauchend. Sie sind normalerweise auch nicht sehr spezifisch. Die überwiegende Mehrheit der Gene, die die Prozesse der neuronalen Entwicklung steuern, sind Multitasker: Sie sind an verschiedenen zellulären Prozessen in vielen verschiedenen Gehirnregionen beteiligt. Da zellulare Systeme alle stark voneinander abhängig sind, wird außerdem jeder gegebene zelluläre Prozess beeinflusst indirekt durch genetische Variation, die viele andere Proteine ​​mit unterschiedlichen Funktionen beeinflusst. Die Auswirkungen einer einzelnen genetischen Variante sind daher selten auf einen Teil des Gehirns oder eine kognitive Funktion oder ein psychologisches Merkmal beschränkt.

All dies bedeutet, dass wir nicht erwarten sollten, dass genetische Varianten, die ein bestimmtes psychologisches Merkmal betreffen, entdeckt werden, um die hypothetischen molekularen Grundlagen der betroffenen kognitiven Funktionen direkt hervorzuheben. Tatsächlich ist es ein Fehler, kognitive Funktionen oder mentale Zustände als zu betrachten mit molekulare Grundlagen - sie haben neuronale Grundlagen.

Die Beziehung zwischen unseren Genotypen und unseren psychologischen Merkmalen ist, obwohl sie beträchtlich ist, sehr indirekt und entsteht. Es beinhaltet das Zusammenspiel der Auswirkungen Tausender genetischer Varianten, die durch komplexe Entwicklungsprozesse realisiert werden, was letztendlich zu Variationen in vielen Parametern der Gehirnstruktur und -funktion führt, die gemeinsam die kognitiven und Verhaltensfunktionen auf hoher Ebene beeinflussen individuelle Unterschiede in unserer Psychologie unterstützen.

Und so ist es eben. Die Natur ist nicht verpflichtet, die Dinge für uns einfach zu machen. Wenn wir den Deckel der Black Box öffnen, sollten wir nicht erwarten, dass viele kleine, sorgfältig voneinander getrennte Black Boxen darin zu sehen sind - es ist ein Durcheinander..Aeon Zähler - nicht entfernen

Über den Autor

Kevin Mitchell ist ein Neurogenetiker. Er ist außerordentlicher Professor am Smurfit Institute of Genetics und am Institute of Neuroscience am Trinity College Dublin. Er ist der Autor von Angeborene: Wie die Verdrahtung unseres Gehirns formt, wer wir sind (2018). Er lebt in Portmarnock, Irland.

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht unter Äon und wurde unter Creative Commons veröffentlicht.

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