Ендофенотіп як проміжний рівень між генотипом і фенотипом

Великий розкид КН різних здібностей викликає необхідність звернення до проміжного рівня між генотипом і фенотипом. Якщо генотип - це сума всіх генів організму, то фенотип - це будь-які прояви живе організму, «продукт діяльності відповідного генотипу в даному середовищі» (Равич-Щербо та ін., 1999, с. 68). Між геном (генотипом) і поведінкою (фенотипом) немає прямого відповідності, а є тільки неодноразово опосередкований зв`язок. Фенотипічно однакові ознаки, виміряні по одній і тій же методиці, можуть мати різну психологічну структуру в залежності від віку та індивідуальних особливостей індивіда і відповідно можуть бути пов`язаними з різними генами (там же-см. також: Лурія, 2002- Марютина, 2003). Наявність, відсутність, ступінь вираженості одного фенотипічного ознаки визначаються багатьма генами, результат дії яких залежить не тільки від наявних варіантів генів, але і від безлічі інших чинників. «Безпосереднє біохімічне прояв гена і його вплив на психологічні особливості розділені" гірським хребтом "проміжних біомолекулярних подій» (Равич-Щербо та ін., 1999, c. 67). Тому одним із способів, що полегшують простежування шляху від генів до поведінки, стало знаходження ендофенотіпов - промежу- точних ланок, які опосередковують вплив генотипу на фенотипічні змінні.

Поняття ендофенотіпа, введене І. Готтесманом в 1972 р (докладніше див .: Gottesman, Gould, 2003) при вивченні психічних розладів, набуло широкого поширення і при аналізі психологічних і психофізіологічних характеристик. Ознака, чи показник, може бути визнаний ендофенотіпом когнітивних здібностей, якщо він задовольняє наступним критеріям (De Geus et al., 2001): 1) він стійкий і надійно определяется- 2) виявлена його генетична обусловленность- 3) він корелює з досліджуваної когнітивної здатністю (фенотіпі- чна кореляція) - 4) зв`язок між ним і когнітивної здатністю частково виводиться із загальних генетичних джерел (генетична кореляція). А якщо ставиться завдання простежування біологічного шляху від генів до когнітивної здатності, то важливо виконання ще одного критерію: 5) наявність теоретично осмисленої (в тому числі причинного) зв`язку між показником і когнітивної здатністю.

Як ендофенотіпов інтелекту прийнято розглядати (1) приватні когнітивні характеристики або (2) індивідуальні особливості функціонування мозку, його анатомії і фізіології (Plomin, 2002).

(1) З приватних когнітивних характеристик використовується час реакції вибору. Відомо, що індивідуальні відмінності в часі реакції вибору пояснюють близько 20% дисперсії значень інтелекту. Було встановлено (Posthuma, De Geus, Boomsma, 2001), що зв`язку між часом реакції вибору і значеннями вербального і невербального інтелекту пояснюються генетичними факторами: виявлено 22 і 10% загальних генів відповідно. Передбачається, що серед загальних генів є відповідальні за мієлінізацію аксонів ЦНС (як відомо, покритий мієлінової оболонкою аксон проводить нервовий імпульс швидше). До приватним когнітивним характеристикам, що розглядаються в якості ендофенотіпов інтелекту, відноситься і робоча пам`ять (Wright et al., 2001). Однак зазначимо, що ні час реакції вибору, ні робоча пам`ять, ні інші психологічні параметри, важливі для розуміння природи інтелектуальних відмінностей, все ж не розкривають шлях від генотипу до інтелекту через пристрій і функціонування мозку, оскільки не є безпосередніми показниками роботи мозку. Крім того, при використанні цих показників ми знову стикаємося зі згаданою вище високою чутливістю КН до зміни умов експерименту.

(2) Можливими ендофенотіпамі вважають також параметри функціонування мозку на різних рівнях фізіології, морфології і біохімії мозку, включаючи структурні білки, ферменти, гормони, метаболіти і т.п. (Малих і ін., 1998). Досліджуються ЕЕГ, швидкість проведення нервових імпульсів, ступінь мієлінізації нервових волокон і т.д. Було показано, що з інтелектом корелює швидкість периферичної нервової провідності (СПНП), розміри мозку (Рійсдійк, Бумсма, 2001). Як проміжних фенотипів інтелекту досліджувалися амплітудно-тимчасові і топографічні характеристики викликаних потенціалів (Марютина, 2007). Однак теоретичні обґрунтування зв`язків цих характеристик з інтелектом, як правило, не розкривають специфіки інтелектуальних здібностей. Так, розмір мозку співвідноситься з товщиною мієлінової оболонки, яка може гірше або краще захищати клітини від впливу сусідніх нейронів, що, як стверджується, впливає на інтелект. СПНП визначає кількісні характеристики трансмісії білків, а її обмеження призводить до обмеження швидкості переробки інформації, що веде до зниження показників інтелекту.

Встановлено зв`язок загального фактора інтелекту (g фактора) з кількістю сірої речовини (Thompson et al., 2001). Ще один можливий ендофенотіп когнітивних здібностей - специфічне розташування структур мозку. Виявляється, що КН структурних характеристик мозку дуже високий, особливо у фронтальних, асоціативних і традиційно мовних зонах (Верніке і Брока). Так, в області серединних лобових структур можна достовірно говорити про КН порядку 0.90-0.95.

Однак ендофенотіпи, безпосередньо відображають морфо функціональні характеристики мозку, не враховують здатність до планування діяльності, що застосовуються стратегії та інші особливості, які суттєво впливають на успішність і швидкість вирішення завдань (Єгорова та ін., 2004), тобто не враховують психологічну організацію досліджуваного фенотипу (когнітивних здібностей). Між ендо- фенотипами такого роду і інтелектом існує опосередкований зв`язок: ендофенотіпи відображають далекий від інтелекту рівень аналізу і тому не дають цілісного уявлення про шляхи формування інтелектуальних функцій.

Е. Де Геус з співавторами (De Geus et al., 2001) вважають вельми продуктивним використання в якості ендофенотіпов (крім спеціальних когнітивних здібностей) нейрофізіологічних показників і результатів безпосереднього вимірювання мозкових структур і їх функціонування за допомогою ЕЕГ, МРТ та ін. (Детальний огляд цих досліджень див .: Plomin, 2002).

Однак використання нейрофізіологічних показників в дослідженнях з генетики поведінки призводить до необхідності адаптації методів нейронауки до вимог психогенетики. Проблема полягає в тому, як пишуть Р. Пломін і С. Кослін, що нейронауку цікавлять в першу чергу загальні закономірності, внаслідок чого дані, як правило, усереднюються і аналізуються тільки середні значення (Plomin, Kosslyn, 2001). Психогенетика, навпаки, цікавить розкид індивідуальних показників, який в ряді методів нейро- науки відображає не тільки індивідуальні особливості, але і недостатню точність апаратури. Це створює суттєві труднощі в отриманні достовірних даних. Крім того, технічна складність цих методів не дозволяє досліджувати досить великі вибірки, необхідні для психогенетичного аналізу.

На наш погляд, використання в якості ендофенотіпа нейроп- сіхологіческіх показників дозволить вирішити всі три описані проблеми: по-перше, підійти до вивчення природи інтелекту з урахуванням його структури-по-друге, просунутися на шляху розуміння багаторівневої системи мозкових подій, що лежать між експресією генів і когнітивними способностямі- по-третє, знайти метод оцінки функціонування мозкових структур, що дозволяє досліджувати саме індивідуальні відмінності. Розглянемо більш докладно, як ці проблеми можуть бути вирішені при нейропсихологическом підході.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!