Нейронный путь от генов к интеллекту: что зависит от вашего возраста

Знаете, есть вопросы, которые люди задают себе веками. Один из них звучит примерно так: откуда берётся ум? Передаётся ли он по наследству, как цвет глаз? Или формируется средой, книгами, разговорами за ужином? Наука давно пытается разобраться в этом клубке, и вот недавно появилось исследование, которое добавляет к картине совершенно новый штрих. Оказывается, связь между нашими генами и интеллектом не статична. Она меняется на протяжении жизни. То, как ваш мозг «читает» генетический код и превращает его в способность решать задачи, зависит от того, сколько вам лет. Согласитесь, это заставляет задуматься?

Что такое интеллект с научной точки зрения и какую роль играют гены

Когда мы говорим «умный человек», обычно имеем в виду что-то интуитивно понятное. Быстро соображает, легко учится, находит нестандартные решения. Но для исследователей интеллект — это измеримая величина, которую можно разложить на компоненты и изучать с помощью тестов.

Современная наука выделяет так называемый общий интеллект, или фактор g. Это своего рода «ядро» умственных способностей, которое проявляется в самых разных задачах: от математики до понимания абстрактных концепций. И вот что интересно: исследования близнецов показали, что от 50 до 80 процентов различий в интеллекте между людьми можно объяснить генетикой. Цифра впечатляющая, не правда ли?

Однако здесь начинается самое сложное. Гены не работают напрямую. Нельзя сказать: «Вот этот ген отвечает за математику, а вот тот — за красноречие». Вместо этого тысячи генетических вариантов вносят крошечный вклад, и все вместе они влияют на то, как развивается и функционирует мозг. А уже мозг, в свою очередь, определяет наши когнитивные возможности.

Учёные давно подозревали, что между генами и интеллектом существует промежуточное звено — структура и работа самого мозга. Но как именно устроена эта цепочка? И одинакова ли она для всех?

Как учёные изучали связь между генами, мозгом и умственными способностями

Команда исследователей из нескольких университетов решила подойти к вопросу системно. Они использовали данные двух масштабных проектов: UK Biobank (там собраны сведения о сотнях тысяч британцев среднего и старшего возраста) и Adolescent Brain Cognitive Development Study (исследование подростков в США). Всего в анализ попали более 37 тысяч человек.

Что именно измеряли? Во-первых, генетические данные участников. Учёные использовали так называемый полигенный индекс — это показатель, который суммирует влияние множества генов, связанных с образовательными достижениями. Такой индекс служит косвенным маркером генетической предрасположенности к высокому интеллекту.

Во-вторых, изучали структуру мозга с помощью МРТ. Особое внимание уделили:

• объёму серого вещества в разных областях;
• целостности белого вещества (это «провода», соединяющие разные участки мозга);
• общей площади коры и толщине коркового слоя.

В-третьих, все участники проходили когнитивные тесты. Подросткам давали задания на так называемый флюидный интеллект — способность решать новые задачи без опоры на прошлый опыт. Взрослым предлагали оценку общего интеллекта.

А дальше начиналась математика. Исследователи применили метод, который называется структурное моделирование уравнений. Представьте себе схему с несколькими уровнями. На первом уровне — гены. На втором — характеристики мозга. На третьем — показатели интеллекта. Модель позволяет понять, какая часть генетического влияния на ум «проходит» через мозговые структуры, а какая действует как-то иначе.

Результаты исследования: молодые и пожилые живут по разным правилам

И вот тут начинается самое удивительное. Когда учёные сравнили результаты для подростков и взрослых, оказалось, что механизмы работают совершенно по-разному.

У взрослых людей (средний возраст участников — около 55 лет) картина выглядела так: генетическая предрасположенность влияла на интеллект, и значительная часть этого влияния объяснялась структурой мозга. Проще говоря, гены «формировали» мозг определённым образом, а мозг, в свою очередь, обеспечивал когнитивные способности. Особенно важными оказались:

1. общий объём серого вещества;
2. целостность белого вещества;
3. площадь коры головного мозга.

Эти три показателя выступали своеобразными посредниками между генетикой и умом. Логично, правда? Больше нейронов, лучше связи между ними — выше интеллект.

А вот у подростков всё оказалось иначе. Генетический индекс по-прежнему предсказывал результаты когнитивных тестов. Но! Структуры мозга практически не выступали посредниками в этой связи. То есть гены влияли на интеллект, но не через анатомию мозга. Или, во всяком случае, не через те анатомические показатели, которые измеряли исследователи.

Почему так происходит? Авторы работы предлагают несколько объяснений:

• У подростков мозг ещё активно развивается. Связи между нейронами перестраиваются, «лишние» синапсы удаляются, белое вещество дозревает. В этом бурном процессе статичные показатели объёма и площади могут не отражать реальную «работоспособность» мозга.
• Возможно, у молодых людей генетическое влияние реализуется через функциональные характеристики — скорость передачи сигналов, активность определённых зон при решении задач, — а не через анатомию.
• Не исключено также, что роль среды в подростковом возрасте особенно велика. Школа, семья, друзья, увлечения — всё это может перекрывать или модифицировать генетический вклад.

Интересно также, что у взрослых толщина коры не играла значимой роли посредника. Хотя этот показатель часто упоминают в популярных статьях о мозге, в данном исследовании он оказался второстепенным. Учёные объясняют это тем, что с возрастом кора истончается, и к 50-60 годам индивидуальные различия в толщине уже не так сильно связаны с интеллектом.

Что всё это значит для нас и какие вопросы остаются открытыми?

Давайте попробуем перевести научные данные на обычный язык. Что мы можем вынести из этого исследования?

Первое и, пожалуй, самое важное: гены — это не приговор и не гарантия. Да, генетическая предрасположенность существует. Но способ, которым она реализуется, меняется на протяжении жизни. Это означает, что вмешательства — образование, тренировки, поддержка — могут работать по-разному в зависимости от возраста.

Второй вывод касается нейропластичности. Мозг подростка — это не маленькая копия взрослого мозга. Он живёт по своим законам, и те связи, которые очевидны у зрелых людей, у молодых могут просто не существовать или не проявляться. Родителям и педагогам стоит помнить: то, что работает для взрослых, не обязательно подходит подросткам.

Третий момент — про ограничения исследования. Авторы честно признают:

• данные по подросткам и взрослым собраны в разных странах, разными методами;
• когнитивные тесты тоже различались;
• участники UK Biobank — в основном представители среднего и высшего класса, что ограничивает обобщения.

Кроме того, это корреляционное исследование. Мы видим связи, но не можем утверждать причинно-следственные отношения. Гены связаны с мозгом, мозг связан с интеллектом — но, возможно, есть третий фактор, который влияет на всё сразу.

Что дальше? Учёные надеются проследить те же самые связи во времени, наблюдая одних и тех же людей по мере их взросления и старения. Это позволит понять, как именно меняется цепочка «гены — мозг — интеллект» на разных этапах жизни.

А пока мы можем просто порадоваться тому, что наука постепенно разбирается в этой головоломке. И что ответ на вопрос «откуда берётся ум?» оказывается сложнее, чем могло показаться. Потому что сложные ответы — это обычно и есть правильные ответы.