研究成果已發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊神經(jīng)科學(xué)雜志上了，這項研究首次揭示了遺傳基因對大腦網(wǎng)路配線(xiàn)的“成本效益”產(chǎn)生怎樣的影響，并且闡明了一些和大腦形成有關(guān)的問(wèn)題。
大腦通信網(wǎng)絡(luò )工作的好壞取決于父母的遺傳
來(lái)自墨爾本大學(xué)神經(jīng)精神醫學(xué)研究中心的亞歷克斯-福尼托(Alex Fornito)是該項研究報告的首席著(zhù)作者，他說(shuō)，這一發(fā)現更好的理解為什么一些人執行某些特定任務(wù)會(huì )遠遠強于其它人，這項研究有著(zhù)重大的科學(xué)意義。而且，有利于了解精神疾病和神經(jīng)疾病的遺傳學(xué)。
先期的研究表明，在智力測驗中，能取得高分個(gè)體，大腦功效也更高。同時(shí)也發(fā)現精神分裂癥患者的大腦效能明顯降低。
福尼特說(shuō)：“大腦網(wǎng)絡(luò )復雜程度相當驚人，數十億的神經(jīng)細胞通過(guò)數萬(wàn)億的纖維相連。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò )中，有效的通信非常重要。連接越多，網(wǎng)絡(luò )效率就更高，這些連接使得大腦不同的區域可以相互快速高效的通信。另一方面，會(huì )盡力使得網(wǎng)絡(luò )連接配線(xiàn)數目最小化，因為從消耗的能量來(lái)看，每一個(gè)配線(xiàn)連接都非常昂貴。這就說(shuō)明了為什么一些人的大腦運轉比其它人更有效。”
雙胞胎基因比較試驗 研究小組成員包括一些來(lái)自昆士蘭大學(xué)和英國劍橋大學(xué)的科學(xué)家，他們對38對同卵雙胞胎和26對異卵雙胞胎的大腦掃描進(jìn)行了比對研究。發(fā)現同卵雙胞胎擁用相同的基因，而異卵雙胞胎有大約50%的基因相同。
福尼托說(shuō)：“對于研究基因在決定某一具體特性中有多么重要，雙胞胎無(wú)疑是比較完美的研究對象。假定存在差異，且基因在確定遺傳特征方面非常重要，那么我們可以預測出同卵雙胞胎在這些功能方面的相似性要遠遠高于異卵雙胞胎。這樣，我們就可以利用不同的統計模式，精確的計算出基因在確定遺傳特性中所起到的作用。”
大腦網(wǎng)絡(luò )如何組織一直是困擾科學(xué)家的難題。長(cháng)期以來(lái)，人們一直揣測著(zhù)這些復雜網(wǎng)絡(luò )的組織形式，但是，全面繪制人類(lèi)活體大腦連接難度非常大。
研究人員利用核磁共振成像測量了整個(gè)大腦中網(wǎng)絡(luò )連接的效益，同時(shí)對大腦的具體區域也進(jìn)行了類(lèi)似的測量。
福尼托說(shuō)：“核磁共振成像掃描顯示出了異卵雙胞胎大腦網(wǎng)絡(luò )組織中的差異出現在哪些位置。就他們大腦網(wǎng)絡(luò )的效益而言，我們發(fā)現存在著(zhù)巨大的差異。”
這些大腦功效與生俱來(lái) 研究發(fā)現平均全部差異的60%都和基因有關(guān)。因此，大腦如何連接是與生俱來(lái)的。但是，仍有足夠的空間讓大腦響應外界環(huán)境。
福尼托說(shuō)：“在大腦的某些區域，遺傳作用更加突出。通過(guò)研究，我們發(fā)現前額皮質(zhì)是大腦中受遺傳影響最強烈的區域，而這一部分在策略性思考、計劃編制以及記憶等方面發(fā)揮著(zhù)非常重要的作用。這也是受許多精神疾病影響的首要區域之一，精神分裂就是一個(gè)重要的實(shí)例。因此我們的發(fā)現指出了這些大腦變化的潛在遺傳根據。”
雖然基因遺傳起主要作用，但是當大腦出現問(wèn)題時(shí)，適時(shí)地利用外界環(huán)境和其它一些因素的影響還是可以避免精神疾病和大腦失調的發(fā)生。
福尼托補充說(shuō)：“最終，這項研究將幫助我們找出哪些特定基因非常重要，從而解釋認知道能力上的差異，以及確定患類(lèi)似精神分裂和老年癡呆病等精神疾病和神經(jīng)疾病的風(fēng)險。”他表示，這項研究將為治療大腦失調類(lèi)疾病開(kāi)拓新的基因療法。
