
近日,科学家们已经识别出了与大脑智能中处理信息能力相关的部分遗传密码,这是首次在人类基因组中发现此类联系。
通过测试中老年人的快速思考能力,科学家们将与这部分能力相关的遗传信息定位在一个区域中,而这个区域靠近一个已被证实与孤独症和个性有关的基因。最终,研究揭示,CADM2基因的变异与大脑处理信息速度的个体差异有关。
这项研究的结果发表在了《分子精神病学》(Molecular Psychiatry) 杂志上,是通过大规模的全基因组关联分析——即对大量人群进行全基因组测序来发现的。
这种方法可以通过对健康人和病人进行关联分析来定位相关基因。通过利用大量人群的遗传数据,来确定这种关联并不只是个体、小范围或随机效应,以增加结论的可靠性,最终发现全基因组的特定部位在生活的某一方面有着一定作用。
这项研究涵盖了近3万名年龄在45岁以上的参与者,这其中没有任何一个参与者曾患有痴呆症,也不会有诸如阿尔兹海默症和血管型痴呆等脑部疾病带来的认知能力损伤。
每个人的基因组信息都被详细分析,以用于进行他们思考速度的关联分析,从而定位可能与这种认知能力差异有关的遗传变异。
按点连线能做多快?来测下思考能力和速度
对思维能力敏捷度的测试包括一个对处理速度的测试,在这项研究中被作为追踪测试的A部分。
在这个测试中,参与者被给出一系列数字(多达25个),这些数字在图上是随机分布的,在有时间压力的前提下,参与者被要求将它们按照升序连线,即以最小的数字为起点,按照数字大小为顺序,依次划线连接至最后一个数字。
对于思考能力的另一项测试则是管理能力——换句话说,属于更加高级的思考能力。
这主要包含对心智能力评估的测试,它属于这个追踪测试的B部分。在这一环节,参与者们被要求在改变的数字和字母间连线,这测试了在两类信息间进行交换处理的能力——同样的,完成时间会被记录(即同样在有时间压力的前提下完成)。
这些测试在神经科学研究的多个领域都被运用过,甚至在其他更广泛的领域(也被运用过)。比如在职业保健领域,它被用于测试老司机的行车表现。
大脑智能与哪部分遗传密码有关联呢?
这项研究的一个共同作者是 Ian Deary教授,他是爱丁堡大学认知功能老化及流行病学中心的主任。他认为,对中年人来说,信息处理速度是为其他心智能力服务的核心能力。
将这些信息处理速度的测试结果集中在一起后,研究团队开始寻找其与参与者遗传变异的相关性,最终发现,测试中反映的思考能力与基因组中的一个变异区域有关,而这个区域靠近一个名为CADM2的已知基因,它还有一个别名——Syncam2。
研究人员随后发现了CADM2基因在大脑额叶和扣带回皮层有活性的证据,而大脑的这些区域与思考速度有关,这就解释了这个基因与大脑细胞间的联络过程有关联。
另一名教授Deary评论了这项研究发现的重要性,他认为:“这项研究进行的大脑处理信息速度和执行能力的全基因组关联分析,是迄今为止最为广泛的meta分析(即综合分析)。”
他表示:“为什么有些人的大脑处理信息会比其他人更高效,这种关联性的发现只是一个小发现,但是它为理解更加高效思考的生理学基础起了很好的推动作用。”
这项研究还总结了CADM2基因所扮演的其他角色:这个基因是自闭症和个性相关的候选基因,并且,基于通路和表达分析结果来看,它没准与神经精神病学领域的一系列疾病也有着一定的关联,比如与痴呆症有关。