Передается ли память по наследству

Обновлено: 30.06.2024

Все организмы – от простейших до самых сложных – на протяжении жизни могут как-то меняться в ответ на изменения окружающей среды. Например, у крысы, которой приходится перейти на необычную пищу, может постепенно увеличиться объем желудка. Собаку можно приучить обильно выделять слюну в ответ на звонок – как в свое время сделал Павлов в своих классических экспериментальных исследованиях условных рефлексов. Однако потомство такой крысы появится на свет с желудком нормального размера, а щенки, обученной по Павлову собаки, не будут реагировать на звонки слюноотделением. Точно так же дети культуристов рождаются с нормальной мускулатурой, а дети космонавтов не проявляют никаких особых способностей к существованию в условиях невесомости.

Изменения организмов, которые происходят в течение жизни в ответ на изменения среды обитания, называются приобретенными признаками. Дарвиновская теория наследственности утверждает, что такие изменения не передаются потомству. В конце 19 века немецкий биолог Август Вейсман поставил простой, но убедительный эксперимент, который вроде бы однозначно подтвердил этот принцип. Он резал молодым мышам хвосты на протяжении двадцати двух поколений – тем не менее, все мышата рождались с нормальными хвостами.

Запрет на наследование приобретенных признаков четко вытекает из положений классической генетики. Согласно этой науке, потомству могут передаваться лишь изменения наследственных структур ДНК, иначе говоря, генные мутации. Поскольку приобретенные признаки формируются без каких-либо генных изменений, они и не переходят по наследству. Все просто, понятно и логично.

Подобные эффекты отмечены не только у высших животных, но и у человека. В частности, есть основания считать, что эпигенетические процессы влияют на риск возникновения целого ряда болезней, в том числе и рака. Некоторые ученые даже полагают, что эпигенетика связана с заболеваниями сильнее генетики. Не случайно в прошлом году американский Национальный институт здравоохранения объявил о том, что за 5 лет потратит на изучение эпигенетических механизмов весьма внушительную сумму – 190 миллионов долларов.

Недавно американские ученые опубликовали результаты двух экспериментов, которые продемонстрировали возможность эпигенетического наследования навыков, приобретенных в процессе обучения (в широком смысле этого слова). Первая работа в прошлом месяце появилась на сайте журнала Biological Psychiatry. Ее авторы во главе с профессором нейробиологии Алабамского университета Дж. Дэвидом Свиттом [J. David Sweatt] работали с крысиными самками. Еще во время беременности и после родов экспериментаторы создавали им сильные стрессы, из-за которых молодые мамаши не только переставали заботиться о детенышах, но даже сильно их обижали. Когда подросшие дочки таких крыс рожали собственных детей, те также оказывались плохими матерями.

Такой эффект замечался и раньше, его объясняли просто памятью о тяжелом детстве. Однако Свитт и его коллеги обнаружили, что он проявляется и в тех случаях, когда новорожденных сразу забирают от мамаш-злодеек и подсаживают нормальным крысам, которые заботятся о них, как о собственных детях. Это можно объяснить только передачей по наследству эпигенетических изменений – каких именно, еще предстоит выяснить.

Еще примечательней результаты второго исследования, о которых 4 февраля сообщил The Journal of Neuroscience. Его провели ученые из бостонского университета Тафтса и чикагского университета имени Раша, возглавляемые профессором биохимии Ларри Фейгом [Larry Feig]. Они экспериментировали с генно-инженерными мышами, в организме которых не синтезировались два родственных белка Ras-GRF1 и Ras-GRF2, принимающие участие в передаче внутримозговых межклеточных сигналов. Наблюдения показали, что дефицит этих протеинов снижает способность головного мозга к формированию длительных синаптических контактов между нейронами, участвующими в процессах запоминания и обучения (такие межнейронные связи называются долговременной потенциацией). Как и следовало ожидать, память таких мышей, мягко говоря, оставляла желать лучшего.

Этот результат интересен, но, в общем, довольно предсказуем. Однако Фейг и его коллеги пошли дальше. Когда обученным в детстве и потом вернувшимся к своему нормальному состоянию мышам исполнилось несколько месяцев, им позволили забеременеть (самкам) или стать отцами (самцам). Хотя другими родителями в обоих случаях были нормальные животные, дети все равно рождались на свет с тем же самым генным дефектом – мутация была доминантной. Но вели они себя по-разному. Потомки обученных в детстве самцов по части памяти ничем не отличались от всех прочих мышей той же линии. Напротив, дети прошедших тренировку матерей на протяжении первых двух месяцев жизни демонстрировали улучшенную память и лишь затем впадали в обычную забывчивость. Такой же эрозией памяти страдало и их собственное потомство – уже с раннего детства до старости.

Исследователи также поставили контрольный эксперимент. В теории можно допустить, что мыши-мамы как-то передавали детенышам свой опыт, обретенный во время обучения. Поэтому экспериментаторы сразу же после рождения передавали некоторых мышат на воспитание самкам, которые никогда не проходили через тренировку. Однако и эти животные в первое время не страдали ухудшенной памятью.

Авторы работы полагают, что в данном случае имело место несомненное эпигенетическое наследование приобретенных признаков. По мнению профессора Фейга, организм мышей отреагировал на стимулирующее окружение какими-то гормональными изменениями, которые восстановили у них долговременную потенциацию. Эти изменения отчасти передались их потомкам первого поколения, но только по материнской линии. Однако ученые пока не знают и не догадываются, как именно эта передача была обеспечена на молекулярном уровне.

Конечно, было бы очень соблазнительно экстраполировать результаты этого эксперимента на человека. В самом деле, приятно предположить, что сверхраннее интеллектуальное стимулирование девочек приведет к тому, что со временем у них появятся особо умные дети. Однако для таких мечтаний пока нет совершенно никаких оснований. Мышиная нейробиология настолько не совпадает с человеческой, что подобная экстраполяция была бы чистым шарлатанством. Посмотрим, что принесут будущие исследования.

Интеллект — способность мозга обрабатывать поступающую информацию. К интеллекту относится логика, память, обучаемость, креативность, умение распознавать эмоции, планировать и решать проблемы.

Важно понимать, что это не отдельный навык, а комбинация когнитивных и психологических процессов, которая позволяет человеку приспособиться к окружающей среде. Например, школьник учит параграф, чтобы получить хорошую оценку на уроке, или врач, столкнувшись со сложным случаем, перечитывает и анализирует информацию, чтобы вылечить пациента — всё это проявления интеллекта.

Различают также эмоциональный интеллект (EI) — способность человека понимать эмоции, мотивы и желания других людей. Этот параметр был введен потому, что традиционные тесты на интеллект не оценивали способность человека взаимодействовать с другими людьми.

Как измеряют интеллект

Интеллект многогранен, поэтому измерить его — непростая задача. С помощью тестов можно только оценить несколько отдельных способностей, таких как логика или память, но результат не покажет полной картины.

IQ (intelligence quotient) или коэффициент интеллекта — значение, которое используется для оценки интеллектуальных способностей. Это отношение умственного возраста человека к биологическому, умноженное на сто.

Результаты тестов нужно тщательно интерпретировать, учитывая индивидуальные особенности человека. Наиболее известный тест для определения IQ — тест Айзенка. Чаще используют тесты американского психиатра Дэвида Векслера: они считаются наиболее объективными. Сегодня нет единого стандарта тестов IQ.

Какие гены влияют на интеллектуальные способности

На данный момент ученые прогенотипировали 78 000 людей европейского происхождения и выделили 52 гена, которые влияют на умственные способности. Три из них связаны с формированием и работой нейронов — клеток нервной системы.

Ген SHANK3 участвует в формировании синапсов — место контакта между двумя нейронами. Ген DCC отвечает за направленный рост аксонов, по которым импульс проходит к другим клеткам нервной системы или органам, а ген ZFHX3 регулирует образование нейронов. Изменения в работе этих генов могут приводить к замедленной или ускоренной передаче сигнала в головном мозге. Есть также гены, которые связаны с конкретными способностями.

Ген APOE и коронавирусная инфекция

С уверенностью нельзя сказать, что определяет интеллект ребенка — наследственность или факторы окружающей среды. Исследования на близнецах показали, что существуют механизмы наследования уровня интеллекта. При этом факторы внешней среды могут развивать или тормозить генетический потенциал.

Ген FADS2 определяет связь между грудным вскармливанием и уровнем интеллекта. Один вариант этого гена делает грудное вскармливание фактором развития более высокого IQ. Другой вариант гена не дает никаких преимуществ, вне зависимости от типа питания младенца.

Чтобы оценить наследование эмоционального интеллекта и эмпатии, ученые проанализировали гены 89 000 человек и предложили им пройти тест на чтение психического состояния по взгляду. Женщины справлялись с заданием лучше. Причем с ростом уровня образования точность женщин, с учетом генетических факторов, повышалась. Генетический вариант, связанный с эмпатией у женщин, находится вблизи гена LRRN1. Этот ген экспрессируется в участке мозга человека, который и отвечает за распознавание эмоций.

Как эти гены наследуются

Гены наследуются по одной копии от каждого родителя. По материнской линии передаются только гены митохондриальной ДНК и иногда Х-хромосомы. Однако 52 гена, связанные с интеллектом, расположены не в них, а в так называемой ядерной ДНК.

Гид по результатам Генетического теста Атлас

Эти гены показывают только верхушку айсберга. На умственные способности влияют тысячи генов, работу которых ученым только предстоит изучить. Поэтому не стоит верить тем, кто говорит, что интеллект передается только от одного родителя, через X-хромосому, и в другие сенсационные заявления.

Вероятность, что у ребенка уровень IQ будет таким же, как у его родителей в том же возрасте, составляет 25–40%.

Для взрослых влияние генетики становится еще более сильным: с вероятностью 80% коэффициент интеллекта будет таким же, как у родителей.

Мы не можем изменить гены, которые передались ребенку от родителей. Однако раскрыть способности поможет правильная обстановка:

⚽️ Физическая активность и правильное питание
Доказано, что спорт и диета положительно связаны со способностью ребенка к обучению.

👨‍👩‍👧‍👦 Близкие и доверительные отношения
Открытое и честное общение с детьми располагает к проявлению эмоций и чувств, что способствует развитию эмоционального интеллекта и высокой мотивации. И наоборот, неудовлетворенные психологические потребности ребенка приводят к тревожности и неуверенности: малыш переживает об опасном окружении и удовлетворении эмоциональных нужд, из-за чего не может сконцентрироваться на учебе.

🎨 Творчество
Чтение, рисование, изучение языков, игра на музыкальных инструментах и различные головоломки задействуют разные области мозга и тренируют его. Только не стоит заставлять малыша делать то, что ему неинтересно. Вместо этого позвольте ему выбрать занятия по душе и поддерживайте его начинания.

Забыли вам сказать — 21 сентября весь мир отмечал День борьбы с болезнью Альцгеймера. Той самой, основной симптом которой — забывчивость. Но всегда ли проблемы с памятью говорят о приближающейся деменции? Нормально ли забывать информацию, стоит ли беспокоиться из-за провалов в памяти и нужно ли готовиться к Альцгеймеру, если вы составляете список покупок перед походом в магазин?

Как понять, что это Альцгеймер?

— Мозг — это не диктофон и не видеорегистратор. Он весьма дорогостоящее в эволюционном смысле приобретение. Мозг давал нашим предкам определенные преимущества в борьбе за выживание, но был очень энергоемок. Его не так-то просто прокормить. Примерно подсчитано, что мозг человека потребляет до пятой части всей поступающей в организм энергии. Из этого со всей однозначностью следует, что организм не будет тратить драгоценные ресурсы на запоминание лишней или бесполезной информации, — говорит нейробиолог Эдуард Коркотян.

Эдуард Коркотян — нейробиолог, старший научный сотрудник лаборатории нейрона и пластичности института имени Вейцмана (Израиль).

— Проблемы с памятью связывают с болезнью Альцгеймера, потому что это одно из ведущих проявлений этой болезни. Но надо понимать, что существуют и другие критерии, — говорит врач-невролог Никита Жуков. — Например, чаще всего это болезнь пожилого возраста — старше 60. Если говорить про молодой и средний возраст, чаще всего проблемы с памятью — это, как ни странно, психические расстройства (субклиническая депрессия, тревожные расстройства, банальная накопленная усталость и т.д.), которые приводят к снижению именно оперативной памяти, то есть той, когда мы что-то делаем, а не каких-то старых воспоминаний.

Забывание — постепенный процесс, независимо от того, есть у вас болезнь Альцгеймера или нет. Поэтому раннюю стадию деменции легко пропустить. К тому же она по-разному поражает людей — в зависимости от воздействия болезни и от индивидуальных особенностей человека перед заболеванием. Но общие признаки у всех схожи.

Болезнь Альцгеймера передается по наследству?

90% случаев возникновения болезни Альцгеймера возникают спонтанно и только 10% — наследственно обусловленные. Вообще все, что происходит с вашей памятью, зависит только от вас. Никакие родственники (ни близкие, ни дальние предки) здесь ни при чем. Память по наследству не передается.

— Мозг учитывает и записывает личный, прижизненный опыт, обучается, приобретает полезные навыки. Естественно, опыт этот никак не затрагивает гены, которые остаются неизменными на протяжении всей жизни. Поэтому ясно, что память ни при каких обстоятельствах не может передаваться по наследству. Получается, что прижизненный опыт человека умирает вместе с ним? В общем — да, но не все так грустно. Человек — социальное существо. А раз так, то знания, умения и опыт, накопленные при жизни, все-таки передаются потомкам, но только не биологическим путем, а благодаря книгам, фильмам, звукозаписям, посредством демонстрации и примера, — объясняет Эдуард Коркотян.

Почему мы не можем вспомнить слова, фразы и имена?

Ничего удивительного в том, что вы забываете слова, нет. В современном языке их около полумиллиона, в то время как чаще всего человек обходится в среднем шестью тысячами. Вполне естественно, что мы забываем слова, которыми редко пользуемся. Происходит это из-за того, что память строится из взаимосвязанной информации, и только от ассоциаций зависит, как быстро мы вспомним, что хотели сказать.

— Для воспоминаний память человека использует систему контекстных и смысловых треков, которые ведут к конкретному воспоминанию, как своеобразные путеводные нити в лабиринте, — говорит Эдуард Коркотян. — Допустим, вы случайно встретили знакомого. Вы учились когда-то в одном классе. Произошло это в день, когда прошла сильная гроза, в домах гас свет. А накануне выиграла ваша любимая команда. Прошел год, и вы пытаетесь вспомнить, кого тогда встретили. Подсказать может встреча с каким-то другим одноклассником, сильная гроза, выступление команды или перегоревшая лампочка. Принцип, изложенный здесь очень упрощенно, и называют ассоциативностью.

Почему мы помним стишок из школы, но забываем, для чего пришли в магазин?

— Почему мы помним стишок? Во-первых, потому что, скорее всего, этот стишок мы долго и муторно учили в школе. Во-вторых, в школьные времена наш мозг был менее засорен горой информации, которая накопилась за жизнь, и был более восприимчив к новой информации, — рассказывает Никита Жуков. — Это можно банально сравнить с компьютерной памятью, флешками, винчестерами. Когда они новые, ошибок не возникает, но через какое-то время ошибки накапливаются, и могут быть проблемы с записью в память. Мы все живем, развиваемся, это логично. Когда мы идем в магазин, мы вряд ли зубрим, у нас не настолько свободный фон внимания, чтобы это интенсивно концентрировать в памяти. Но само по себе, скорее всего, это не проблема, если это не происходит настолько систематически, чтобы мешать жить.

Как на раннем этапе заметить проблемы с памятью?

— На бытовом уровне критерии для того, чтобы заметить проблемы с памятью, больше упираются в то, насколько эти проблемы мешают в жизни. То есть если вы всегда пользовались ежедневником для записи чего-либо, чтобы не забыть, и продолжаете им пользоваться в том же объеме, то, даже если у вас вылетело очередное слово из головы, вряд ли это на что-то влияет. А вот если вы всю жизнь держали всю информацию в голове, но за последние несколько месяцев (в пределах года) вам вдруг обязательно понадобился ежедневник, стикеры для памяток, вы постоянно опаздываете на встречи, пропускаете важные вещи, и это значимо влияет на вашу жизнь — очевидно, что это какое-то снижение, и его нужно обязательно обследовать. Паниковать и самостоятельно ставить себе диагноз точно не стоит, но дойти до невролога или, может быть, психотерапевта совершенно точно нужно, — говорит Никита Жуков.

Если делать напоминалки на стикерах для вас привычное дело, вы тем более не заметите, когда начнутся проблемы с памятью

А вот забыть о том, выключили ли вы утюг или плиту, закрыли ли воду и дверь, — классическая ситуация, и беспокоиться здесь не о чем. Просто эти действия мы выполняем на автопилоте, и мозг просто не запоминает их. Мозг не тратит время и силы на обработку этой информации. Благодаря этому свойству вы, кстати, находите деньги в карманах зимней куртки.

Как тренировать память?

Насчет тренировки памяти однозначного ответа нет. С одной стороны, есть исследования, которые доказывают, что даже занятия спортом могут отсрочить забывание. В прошлом году, например, ученые пришли к выводу, что пожилые люди, которые больше двигаются (учитывались и физические нагрузки, и прогулки, и работа по дому), сохраняют больше памяти и навыков мышления. Даже если у них есть поражения мозга или биомаркеры, связанные с деменцией. Исследования показали, что те, кто вел сидячий образ жизни, чаще страдали от слабоумия и хуже проходили тесты на память и мышление. Но кроме спорта есть и другие приемы.

— Существуют приемы запоминания последовательности цифр или слов, если составить из них какой-нибудь, пусть даже незамысловатый, простенький рассказ. Известен способ запомнить основные элементы речи, которую вам предстоит произнести, искусственно привязав каждую часть к определенному месту вдоль хорошо известного вам маршрута. Например, дерево у дома — первый эпизод, мост — второй, поворот направо — третий и так далее, — рассказывает Эдуард Коркотян.

Есть версия, что улучшить память помогает изучение иностранных языков. Но это тоже не панацея. Это вообще процесс другого порядка: знание не улучшает память, но если у вас есть цель — изучить как можно больше языков, то каждый последующий будет даваться все легче и легче. Но и человеческая память не бесконечна.

Можно улучшить память таблетками?

— Лекарственные средства, якобы улучшающие мышление и память, так называемые ноотропы, в абсолютном большинстве являются бесполезными. И это доказано. Во всех остальных случаях их эффективность никак не доказана клиническими испытаниями. В настоящее время не существует ни одного всемирно признанного ноотропа, который бы прошел стадии клинических испытаний и был рекомендован к применению. Можно отметить ряд средств, не являющихся ноотропами, но улучшающих внимание, позволяющих лучше сосредоточиться. Одним из самых известных является метилфенидат (риталин). Однако отношение к этому средству — не всегда однозначное. В частности, в России и некоторых других странах оно изъято из оборота.

СЮЖЕТ

Память зависит и от общего психического состояния человека. Известно, что стресс, тревога и депрессивное состояние ухудшают эффективность обучения и памяти. В этих случаях определенного улучшения памяти можно добиться при лечении основного симптома. Но в любом случае это не должно быть самолечение.

Как показали проведенные на животных исследования, события, имевшие место в жизни предыдущих поколений, могут накладывать отпечаток на поведение потомков, передаваясь посредством своего рода генетической памяти.

Эксперименты показали, что травмирующие события в жизни, судя по всему, изменяют активность генов путем химической модификации ДНК в сперме, и это вносит изменения в работу мозга и поведение последующих поколений.

В опубликованном в Nature Neuroscience докладе Брайана Диас и Керри Ресслер из Медицинского центра Университета Эмори в Атланте, говорится, что мыши, приученные бояться определенного запаха, передают эту боязнь своим детям и внукам.

По словам экспертов, это открытие очень важно для исследований в области возникновения страхов и фобий.

В рамках проведенного эксперимента мышей научили бояться запаха определенного вещества - ацетофенона, пахнущего цветущей черемухой. Животных били током, сопровождая это всякий раз данным запахом, пока не приучили обращаться в бегство от одного только запаха.

Затем исследователи изучили состав спермы этих мышей и обнаружили, что участок ДНК, где расположен ген рецептора Olfr151, чувствительный к запаху черемухи, метилирован у детей и внуков "напуганных" самцов. Это означает, что ген усиленно работает и, соответственно, в усиленном режиме работает обонятельный рецептор, воспринимающий этот запах.

Метилирование гена, в зависимости от степени, ослабляет или вовсе прекращает его экспрессию – синтез белка, включающий две последующих стадии, транскрипцию и трансляцию.

От отца к сыну

Для чистоты эксперимента ученые исключили всякий контакт "напуганных" мышей с их потомством. Тем не менее их дети и "внуки", никогда не встречавших своих родителей, обладали повышенной чувствительностью к запаху ацетофенона и пытались спрятаться от него, хотя их самих никто никогда не пугал.

Мыши-дети боялись того же, что их отцы и деды, даже если никогда не "общались" с ними

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

Конец истории Подкаст

Исследователи также обнаружили изменения в структуре мозга "напуганных" самцов.

"Жизненный опыт родителя, даже до зачатия, значительно влияет на структуру и функцию нервной системы последующих поколений", - резюмируют в своем докладе ученые.

Результаты исследования подтверждают теорию "эпигенетического наследования", - согласно которой окружающая среда может влиять на структуру генов, и эти изменения в свою очередь передаются последующим поколениям.

"Это может быть одним из механизмов, посредством которого потомки несут на себе отпечаток своих предшественников", - объяснил Би-би-си один из авторов исследования, доктор Брайан Диас.

Профессор Маркус Пембри из Университетского колледжа Лондона говорит, что результаты этого исследования очень важны для ученых, занимающимся посттравматическим стрессом и страхами, и что они представляют исчерпывающие свидетельства того, что определенная форма памяти может передаваться из поколения в поколение.

"Подозреваю, что мы, вероятно, никогда не сможем понять причин повышения уровня невропсихиатрических расстройств, как, например, ожирение или диабет, если не будем принимать во внимание опыт предыдущих поколений", - сказал профессор Пембри.

Как полагают ученые, в их эксперименте с запахом черемухи либо какая-то его часть попала в кровь животных, что отразилось на производстве спермы, либо в сперму из мозга поступил сигнал, изменивший ДНК.

Согласно этому исследованию, наследственная память передается только по мужской линии, от самцов, поскольку изменения ДНК касаются сперматозоидов, но не затрагивают яйцеклетки.

Читайте также: