Genen geven vorm aan ons gedrag, maar het is gecompliceerd

Veel van onze psychologische eigenschappen zijn van nature afkomstig. Er is overweldigend bewijzen uit tweeling-, familie- en algemene bevolkingsonderzoeken dat allerlei persoonlijkheidskenmerken, maar ook zaken als intelligentie, seksualiteit en het risico op psychiatrische stoornissen, zeer erfelijk zijn. Concreet betekent dit dat een aanzienlijk deel van de populatie, verspreid over waarden zoals IQ-scores of persoonlijkheidsmetingen, kan worden toegeschreven aan genetische verschillen tussen mensen. Het verhaal van ons leven is het meest definitief niet begin met een lege pagina.

Maar precies hoe beïnvloedt ons genetisch erfgoed onze psychologische eigenschappen? Zijn er directe verbindingen tussen moleculen en geesten? Zijn er toegewijde genetische en neurale modules die ten grondslag liggen aan verschillende cognitieve functies? Wat betekent het om te zeggen dat we 'genen voor intelligentie' of extraversie of schizofrenie hebben gevonden? Deze vaak gebruikte 'gen voor X' constructie is ongelukkig in het suggereren dat dergelijke genen een speciale functie hebben: dat het hun doel is om oorzaak X. Dit is helemaal niet het geval. Interessant is dat de verwarring ontstaat door een combinatie van twee heel verschillende betekenissen van het woord 'gen'.

Vanuit het perspectief van de moleculaire biologie is een gen een stuk DNA dat codeert voor een specifiek eiwit. Er is dus een gen voor het eiwit hemoglobine, dat zuurstof rond draagt ​​in het bloed, en een gen voor insuline, dat onze bloedsuikerspiegel regelt, en genen voor metabole enzymen en neurotransmitterreceptoren en antilichamen, enzovoort; we hebben een totaal van ongeveer 20,000-genen die op deze manier zijn gedefinieerd. Het is goed om te denken aan het doel van deze genen als het coderen van die eiwitten met die cellulaire of fysiologische functies.

Maar vanuit het oogpunt van erfelijkheid is een gen een fysieke eenheid die kan worden doorgegeven van ouder naar afstammeling die met een eigenschap of aandoening is geassocieerd. Er is bijvoorbeeld een gen voor sikkelcelanemie dat verklaart hoe de ziekte in families verloopt. Het belangrijkste idee dat deze twee verschillende concepten van het gen verbindt, is variatie: het 'gen' voor sikkelcelanemie is eigenlijk gewoon een mutatie of verandering in volgorde in het stuk DNA dat codeert voor hemoglobine. Die mutatie heeft geen doel - het heeft alleen maar een effect.

Dus, als we het hebben over genen voor intelligentie, zeggen we, wat we eigenlijk bedoelen, genetische varianten die ervoor zorgen verschillen in intelligentie. Deze kunnen hun effecten op zeer indirecte manieren hebben. Hoewel we allemaal een menselijk genoom delen, met een gezamenlijk plan voor het maken van een menselijk lichaam en een menselijk brein, bedraad om onze algemene menselijke aard te verlenen, ontstaat genetische variatie in dat plan onvermijdelijk, omdat fouten telkens kruipen in elke keer dat DNA wordt gekopieerd naar maak nieuwe sperma en eicellen. De geaccumuleerde genetische variatie leidt tot variatie in hoe onze hersenen zich ontwikkelen en functioneren, en uiteindelijk tot variatie in onze individuele aard.


innerlijk abonneren grafisch


Dit is niet metaforisch. We kunnen de effecten van genetische variatie op onze hersenen direct zien. Neuroimaging-technieken onthullen uitgebreide individuele verschillen in de grootte van verschillende delen van de hersenen, waaronder functioneel gedefinieerde gebieden van de hersenschors. Ze onthullen hoe deze gebieden zijn ingedeeld en met elkaar zijn verbonden, en de paden waardoor ze worden geactiveerd en communiceren met elkaar onder verschillende omstandigheden. Al deze parameters zijn op zijn minst gedeeltelijk erfelijk - sommige zelfs.

Tzei de relatie tussen dit soort neurale eigenschappen en psychologische eigenschappen verre van eenvoudig. Er is een lange geschiedenis van het zoeken naar correlaties tussen geïsoleerde parameters van hersenstructuur - of functie - en specifieke gedragskenmerken, en zeker geen tekort aan ogenschijnlijk positieve associaties in de gepubliceerde literatuur. Maar voor het grootste deel hebben deze niet standgehouden voor nader onderzoek.

Het blijkt dat de hersenen simpelweg niet zo modulair zijn: zelfs vrij specifieke cognitieve functies zijn niet afhankelijk van geïsoleerde gebieden, maar van onderling verbonden hersensubsystemen. En de eigenschappen op hoog niveau die we als stabiele psychologische eigenschappen herkennen, kunnen niet eens worden gekoppeld aan het functioneren van specifieke subsystemen, maar komen in plaats daarvan uit het samenspel tussen hen voort.

Intelligentie is bijvoorbeeld niet gekoppeld aan een gelokaliseerde hersenparameter. Het hangt samen in plaats daarvan met algemene hersengrootte en met globale parameters van connectiviteit van witte materie en de efficiëntie van hersennetwerken. Er is geen enkel deel van het brein waar je aan denkt. In plaats van gebonden te zijn aan de functie van één component lijkt intelligentie in plaats daarvan de interacties tussen veel verschillende componenten te weerspiegelen - meer zoals de manier waarop we denken aan de algehele prestaties van een auto dan bijvoorbeeld PK of remefficiëntie.

Dit gebrek aan discrete modulariteit is ook waar op het genetische niveau. Een groot aantal genetische varianten die gebruikelijk zijn in de populatie zijn nu in verband gebracht met intelligentie. Elk van deze alleen heeft slechts een klein effect, maar gezamenlijk ze account voor ongeveer 10 procent van de variantie in intelligentie in de bestudeerde populatie. Opmerkelijk genoeg coderen veel van de genen die door deze genetische varianten worden beïnvloed eiwitten met functies in de hersenontwikkeling. Dit hoefde niet het geval te zijn - het zou kunnen zijn dat intelligentie was gekoppeld aan een specifieke neurotransmitterroute, of aan de metabole efficiëntie van neuronen of een andere directe moleculaire parameter. In plaats daarvan lijkt het veel meer in het algemeen overeen te komen hoe goed de hersenen bij elkaar worden gebracht.

De effecten van genetische variatie op andere cognitieve en gedragskenmerken zijn eveneens indirect en emergent. Ze zijn ook typisch niet erg specifiek. De overgrote meerderheid van de genen die de processen van neurale ontwikkeling sturen zijn multitasken: ze zijn betrokken bij diverse cellulaire processen in veel verschillende hersenregio's. Omdat cellulaire systemen allemaal onderling sterk van elkaar afhankelijk zijn, zal bovendien elk gegeven cellulair proces ook worden beïnvloed indirect door genetische variatie die veel andere eiwitten met verschillende functies beïnvloedt. De effecten van een individuele genetische variant zijn dus zelden beperkt tot slechts een deel van de hersenen of een cognitieve functie of een psychologische eigenschap.

Wat dit allemaal betekent, is dat we niet de ontdekking van genetische varianten die van invloed zijn op een bepaalde psychologische eigenschap verwachten, om de hypothetische moleculaire onderbouwing van de aangetaste cognitieve functies direct te benadrukken. In feite is het een fout om te denken aan cognitieve functies of mentale toestanden met moleculaire onderbouwing - ze hebben neurale onderbouwing.

De relatie tussen onze genotypen en onze psychologische kenmerken, hoewel substantieel, is zeer indirect en emergent. Het gaat om het samenspel van de effecten van duizenden genetische varianten, gerealiseerd door de complexe ontwikkelingsprocessen, die uiteindelijk aanleiding geven tot variatie in vele parameters van hersenstructuur en functie, die collectief van invloed zijn op de cognitieve en gedragsfuncties op hoog niveau die ondersteunen individuele verschillen in onze psychologie.

En dat is precies zoals de dingen zijn. De natuur is niet verplicht om dingen eenvoudig voor ons te maken. Wanneer we het deksel van de zwarte doos openen, moeten we niet verwachten dat er veel netjes gescheiden kleinere zwarte dozen binnenin te zien zijn - het is een puinhoop daarbinnen..Aeon-teller - niet verwijderen

Over de auteur

Kevin Mitchell is een neurogeneticus. Hij is universitair hoofddocent aan het Smurfit Institute of Genetics en het Institute of Neuroscience aan het Trinity College in Dublin. Hij is de auteur van Afspraak: hoe de bedrading van onze hersenen vormgeeft wie we zijn (2018). Hij woont in Portmarnock, Ierland.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op eeuwigheid en is opnieuw gepubliceerd onder Creative Commons.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon