大脑的大小真的重要吗?

大脑的大小真的重要吗?
南加州大学的研究人员领导了一个国际团队,确定了7个预测“颅内容量”和帕金森病的基因。图片来源:南加州大学

大脑的大小可能很重要。在迄今为止世界上最大的大脑大小核磁共振研究中,南加州大学的研究人员和他们的国际同事确定了七个调节大脑生长、记忆和推理以及影响帕金森氏症发病的基因热点。

大多数脑成像研究评估了大约100人,但是自然神经科学通讯作者、南加州大学马克和玛丽·史蒂文斯神经成像和信息学研究所副主任保罗·汤普森说,10月3日发表的一项研究调查了32438名成年人。这一结果使科学家们更接近于了解构建活大脑的基因程序。

汤普森领导了一个由300多名国际科学家组成的团队,他说:“MRI对大脑的测量在我们认知能力的差异中占15%,也就是说,完成简单和复杂任务所需的基于大脑的技能。”“大脑发育的基础基因具有深远的影响,远远超出了生命最初的几年。你拥有对你有益的基因,帮助你在生命早期构建大脑结构。然而,其中一些对以后的生活是有害的,会引发帕金森症等疾病。”

帕金森氏症是一种神经系统的进行性紊乱,影响运动,经常导致颤抖。就像许多其他退行性大脑疾病一样,目前还没有治愈方法。

尽管科学家们还没有确定理想的健康状态在美国,大脑太小(小头畸形症)或太大(大头畸形症)都可能导致认知发育异常和终身挑战。汤普森说,人类大脑在20岁出头时达到最大容量。

这项研究使用了来自52个研究站点的受试者数据,这些站点是基因组流行病学心脏与衰老研究联盟和通过Meta分析增强神经成像遗传学(ENIGMA)联盟的一部分,该联盟位于南加州大学,由汤普森领导。这项研究支持了大脑大小可以作为“大脑储备”的衡量标准的观点,这意味着大脑大小可以提高对与年龄相关的大脑疾病的抵御能力。

ENIGMA是南加州大学马克和玛丽史蒂文斯神经成像和信息学研究所的一部分,该研究所旨在通过在大脑研究中应用成像和信息技术来提高发现。该研究所在生物医学研究的数据采集、分析管理和计算创新方面处于领先地位。ob欧宝直播nba

基因和环境也起了作用

遗传和环境因素都会影响大脑的大小。良好的饮食、教育和锻炼使年轻人拥有健康的大脑,并保护老年人免受组织损失。

汤普森说:“这项研究处于破解大脑遗传密码的前沿。”“数百万人的DNA携带变异,有助于提高或降低他们的大脑对各种疾病的易感性。一旦我们确定了这些基因,我们就可以用药物针对它们来降低疾病的风险。人们还可以通过锻炼、饮食和精神刺激来采取预防措施,消除坏基因的影响。”

这项研究开始于七年前。它的使用技巧识别基因热点比从患者身上收集DNA样本的传统方法提供了更多的信息。

汤普森说:“现在我们可以在大脑扫描中看到基因印记,这就像抓了一个小偷一样。”“你可以沿着大脑通路和回路追踪它,发现该基因正在破坏哪些脑细胞。使用大脑扫描为未来的科学家建立了一个基础,这样他们就可以更好地将研究重点放在感兴趣的热点上。”

七个基因和它们的作用

汤普森和他的同事们发现了五个新的基因枢纽,可以预测并确认了两个已知热点。这些区域的基因提供了个体最大大脑大小和以下过程之间的联系:

  • 自我更新干细胞(FOXO3)的产生
  • 脑退化(MAPT)
  • 骨密度(CENPW)
  • 物理生长(IGF1, HMGA2)
  • DNA复制(GMNC)
  • 化学键和蛋白质的生成(PDCD)。

研究人员通过对2824名儿童从出生前到6岁的调查,调整了身高数据,并证实了他们的生长预测。

汤普森说,值得注意的是,人类基因组中影响大脑大小的一个区域有一个正常版本和一个倒字母变体,这是在大约300万年前进化出来的。

“MAPT是这个倒置区域中最危险的基因之一,”他说。它与神经退行性疾病有关,如额颞叶痴呆、帕金森氏症、阿尔茨海默氏症和葛雷克氏症。即使在正常的脑容量范围内,脑部扫描也能显示出未来疾病的征兆。”

汤普森说,正在进行的研究可能会揭示由tau相关的MAPT基因促进的额外的大脑状况。

汤普森说:“构建我们大脑的基因程序包括生长因子、癌症基因、促进痴呆的基因和帮助大脑形成连接的关键基因。”“各种因素的复杂相互作用使得一些在生命早期有益的基因在生命后期变得不正常。了解什么时候发生是极其重要的影响大脑大小的基因——比如MAPT基因——是有帮助的,以及它们影响大脑的哪一部分。”


进一步探索

发现了与更大大脑相关的新基因

更多信息:Hieab H H Adams等。通过全基因组关联确定了人类颅内容量的新遗传位点,自然神经科学(2016)。DOI: 10.1038 / nn.4398
期刊信息: 自然神经科学

所提供的南加州大学
引用:大脑大小真的很重要吗?(2016年10月6日)从//www.puressens.com/news/2016-10-brain-size.html检索到2022年10月12日
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