Νέα έρευνα: Πώς σχετίζεται η ευφυΐα με το DNA και τη δομή του εγκεφάλου

Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύεται στο περιοδικό Cerebral Cortex δείχνει ότι οι νευρίτες (άξονες των νευρικών κυττάρων) και συγκεκριμένα η πυκνότητά τους σε ορισμένες συνδέσεις λευκής ουσίας του ανθρώπινου εγκεφάλου μπορούν να εξηγήσουν εν μέρει τις διαφορές στην ευφυΐα και μάλιστα αυτή η δομή επηρεάζεται από τη γενετική σύσταση κάθε ατόμου. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα άτομα με υψηλότερους γενετικούς δείκτες ευφυΐας είχαν πυκνότερους νευρίτες σε συγκεκριμένες περιοχές της λευκής ουσίας, και ότι αυτή η δομή μεσολαβεί στη σχέση μεταξύ γενετικής ποικιλότητας και γνωστικών ικανοτήτων.

Γονίδια και πυκνότητα νευριτών

Όπως αναφέρεται στο PsyPost, η έρευνα εστιάζει σε ένα μακροχρόνιο ερώτημα της νευροεπιστήμης: πώς οι κληρονομούμενες γενετικές διαφορές συνδέονται με τη δομή του εγκεφάλου και τη γνωστική απόδοση; Παρά τις ενδείξεις ότι η γενική ευφυΐα έχει υψηλό κληρονομικό χαρακτήρα, η νέα μελέτη επικεντρώνεται στη λευκή ουσία, το «δίκτυο επικοινωνίας» του εγκεφάλου, που αποτελείται από δέσμες νευρικών ινών οι οποίες μεταφέρουν σήματα μεταξύ διαφορετικών περιοχών.

Μέχρι τώρα, οι περισσότερες μελέτες βασίζονταν σε έναν δείκτη, την κλασματική ανισοτροπία, που μετρά την κατεύθυνση κίνησης των μορίων νερού στον εγκέφαλο και συνδέεται με τη γνωστική λειτουργία. Ωστόσο, αυτή η μέτρηση δεν ξεκαθαρίζει αν τα αποτελέσματα οφείλονται σε πυκνότερους νευρίτες, πιο ομοιόμορφη διάταξη των ινών ή μεγαλύτερη μυελίνωση (επένδυση των νευρικών αξόνων). Η νέα μελέτη χρησιμοποίησε πιο εξελιγμένες τεχνικές απεικόνισης για να ξεχωρίσει αυτούς τους παράγοντες.

Πώς διεξήχθη η μελέτη

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δύο προηγμένες μεθόδους. Η πρώτη (neurite orientation dispersion and density imaging ή NODDI), εκτιμά την πυκνότητα και την ευθυγράμμιση των νευριτών. Η δεύτερη (myelin water fraction imaging), μετρά την ποσότητα μυελίνης, που περιτυλίγει τις νευρικές ίνες και επιταχύνει τη μετάδοση των σημάτων. Συνδυαστικά, αυτές οι μέθοδοι επέτρεψαν την ξεχωριστή ανάλυση της πυκνότητας των νευριτών, της διάταξης και της μυελίνωσης.

Η μελέτη περιέλαβε πάνω από 500 υγιείς νέους ενήλικες, κυρίως φοιτητές, οι οποίοι υπεβλήθησαν σε διάφορα τεστ ευφυΐας που αξιολογούν λεκτικές, αριθμητικές, χωρικές δεξιότητες, γενικές γνώσεις και ταχύτητα επεξεργασίας πληροφοριών. Οι ερευνητές υπολόγισαν τον δείκτη γενικής ευφυΐας (g factor) για κάθε συμμετέχοντα και συνέδεσαν αυτά τα αποτελέσματα με δείκτες που συνθέτουν μικρές επιδράσεις χιλιάδων γονιδιακών παραλλαγών σχετιζόμενων με την ευφυΐα.

Οι συμμετέχοντες υπεβλήθησαν επίσης σε MRI (μαγνητική τομογραφία), από όπου εξήχθησαν λεπτομερείς μετρήσεις της λευκής ουσίας σε 64 διαφορετικά μονοπάτια. Για κάθε μονοπάτι υπολογίστηκαν η πυκνότητα νευριτών, η διάταξη και η μυελίνωση. Η ανάλυση έδειξε ότι η πυκνότητα των νευριτών, και όχι η διάταξη ή η μυελίνωση, συνδέεται σημαντικά με τη γενική ευφυΐα.

Συγκεκριμένα, άτομα με υψηλότερους γενετικούς δείκτες είχαν μεγαλύτερη πυκνότητα νευριτών σε 28 από τα 64 μονοπάτια, και η υψηλότερη πυκνότητα σε 18 μονοπάτια συσχετίστηκε με υψηλότερους δείκτες ευφυΐας. Έξι μονοπάτια φαίνεται να μεσολαβούν στην σχέση γονίδια–ευφυΐα και υποστηρίζουν μνήμη, γλώσσα και γνωστικό έλεγχο.

Τι έδειξαν τα αποτελέσματα

Η έρευνα δείχνει ότι η πυκνότητα των νευριτών σε κρίσιμα μονοπάτια είναι πιο καθοριστική για την ευφυΐα από την κατεύθυνση των ινών ή την ποσότητα μυελίνης. Αυτό υποστηρίζει την ιδέα ότι άτομα με πιο πυκνά συνδεδεμένα δίκτυα εγκεφάλου έχουν περισσότερες δυνατότητες παράλληλης επεξεργασίας πληροφοριών και καλύτερη ικανότητα επίλυσης σύνθετων προβλημάτων.

Η μελέτη προσφέρει νέες γνώσεις για το πώς η γενετική μπορεί να διαμορφώσει τα δομικά δίκτυα του εγκεφάλου και να συμβάλλει στη γνωστική ικανότητα. Η πυκνότητα των νευριτών φαίνεται να παίζει κεντρικό ρόλο, υποδεικνύοντας ότι η ποσότητα των συνδέσεων σε συγκεκριμένα εγκεφαλικά μονοπάτια μπορεί να εξηγήσει γιατί κάποιοι άνθρωποι ξεχωρίζουν σε γνωστικές δοκιμασίες.