طبیعت و پرورش هر دو به نشانه های وضعیت اجتماعی-اقتصادی در مغز کمک می کنند

تحصیلات، شغل، درآمد، محله ای که در آن زندگی می کنید: این عوامل با هم به عنوان نمایانگر وضعیت اجتماعی-اقتصادی (SES) در نظر گرفته می شوند و به انواع سلامت و پیامدهای اجتماعی، از سلامت جسمی و روانی گرفته تا پیشرفت تحصیلی و ظرفیت های شناختی کمک می کنند.

مغز به عنوان یک واسطه آشکار بین SES و بسیاری از این نتایج عمل می کند. اما مکانیسم انجام این کار مبهم باقی مانده است و مطالعات علمی نتوانسته اند نشان دهند تاثیر SES بر مغز در ژن های ما رمزگذاری شده است یا توسط محیطی که در آن زندگی می کنیم هدایت می شود.

در گزارشی جدید در پیشرفت علمیک تیم تحقیقاتی بین‌المللی به سرپرستی دانشمندان دانشگاه پنسیلوانیا و دانشگاه Vrije در آمستردام، گام‌هایی برداشته‌اند تا مشارکت نسبی ژن‌ها و محیط را از هم جدا کنند. با استفاده از بزرگترین مجموعه داده ای که تا به حال برای این سوال اعمال شده است، تیم شواهدی پیدا کرد که هم ژنتیک و هم تأثیرات محیطی به تأثیر SES در یک تعامل پیچیده با تأثیراتی که در مناطق مختلف مغز است، کمک می کند.

گیدئون ناو، یک متخصص بازاریابی می‌گوید: «آنچه در این مطالعه دیدیم این است که برخی از رابطه‌های بین مغز و وضعیت اجتماعی-اقتصادی را می‌توان با ژنتیک توضیح داد، اما این رابطه بسیار بیشتر است که حتی پس از بررسی ژنتیک باقی می‌ماند.» استاد در مدرسه وارتون پن و یکی از نویسندگان مطالعه. “این نشان می دهد که شرایط اجتماعی و اقتصادی به نوعی زیر پوست قرار می گیرد و می تواند تأثیرات منفی بیشتری بر نابرابری های اجتماعی و اقتصادی که در اطراف خود می بینیم داشته باشد.”

این کار محصول یک همکاری دانشگاهی بزرگ است که توسط ناو و فیلیپ کولینگر، نویسنده ارشد این مطالعه به نام BIG BEAR برای تصویربرداری مغز و ژنتیک در تحقیقات رفتاری انجام شده است. مارتا فرح، یکی دیگر از نویسندگان ارشد این اثر و استاد روانشناسی در پن، محقق اصلی این همکاری است.

نقشه برداری ردپای SES در مغز

تعداد قابل توجهی از تحقیقات نشان داده است که SES دارای یک امضا در مغز است.

فرح می‌گوید: «من رابطه بین SES و مغز را مطالعه می‌کنم، و سؤالی که همیشه مطرح می‌شود این است: چه چیزی باعث این تفاوت‌ها می‌شود؟ آیا ویژگی‌های SES در ژنوم کدگذاری شده‌اند یا تجربه زندگی در سطوح مختلف SES این موارد را دارد. ما توانستیم نشان دهیم که این هر دو است و همچنین به نظر می‌رسد که ژن‌ها و محیط تأثیرات متفاوتی بر قسمت‌های مختلف مغز دارند.»

در این کار، محققان از یک مجموعه داده عظیم به نام UK Biobank برای درک بهتر این مشارکت‌های نسبی استفاده کردند. مطالعات قبلی از حجم نمونه‌های کوچک‌تری برای مطالعه ارتباط بین مغز و SES استفاده می‌کردند یا در نحوه تعریف SES متناقض بودند. در مقابل، Biobank بریتانیا طیف وسیعی از انواع داده‌ها را شامل می‌شود، از جمله اسکن‌های مغزی و توالی‌یابی ژنومی و همچنین اندازه‌گیری‌های SES، که همگی به روشی استاندارد جمع‌آوری شده‌اند. در نتیجه، تیم تحقیقاتی توانستند الگوهایی را در میان عوامل SES و اطلاعات اسکن مغزی برای نزدیک به 24000 نفر جستجو کنند.

به هر فرد دو “نمره SES” اختصاص داده شد، یکی ترکیبی از درآمد، شغل، و پیشرفت تحصیلی، و دیگری ترکیب محله و شغل. با نگاهی به این دو امتیاز با هم، آنها حدود 1.6 درصد از تغییرات در حجم کل مغز را به خود اختصاص دادند – یافته ای که قبلا دیده شده بود.

محققان سپس به عمق بیشتری در داده‌های اسکن مغز پرداختند و به دنبال مناطق خاصی از مغز بودند که با SES ردیابی می‌شوند. آنها تعداد زیادی از مناطق مختلف مغز مرتبط با SES، از جمله برخی شگفتی ها را پیدا کردند. نکته قابل توجه، مخچه، که توسط بسیاری از مطالعات قبلی مورد تجزیه و تحلیل قرار نگرفت، ارتباط قابل توجهی با SES نشان داد. مخچه که در نزدیکی ساقه مغز قرار دارد، مسئول حرکت و تعادل و همچنین عملکردهای سطح بالاتری است که شامل شناخت و یادگیری است.

ناو می‌گوید: «ما می‌بینیم که همبستگی‌هایی بین SES و حجم ماده خاکستری در سراسر مغز ظاهر می‌شود. آنها کوچک هستند، اما با حجم نمونه بزرگ مطالعه ما، می توانیم مطمئن باشیم که واقعی هستند.

Hyeokmoon Kweon، اولین نویسنده این مطالعه و دانشجوی دکترا در Vrije Universiteit Amsterdam، اضافه می کند: “مهم این است که این همبستگی های کوچک منطقه ای به این معنی نیست که رابطه کلی بین مغز و SES نیز کم است. در واقع، ما می توانیم مقدار قابل توجهی از آن را پیش بینی کنیم. SES با تجمیع این روابط کوچک مغز-SES تفاوت دارد.

طبیعت در مقابل پرورش

از آنجایی که ده ها هزار نفر در Biobank بریتانیا توالی ژنوم خود را نیز تعیین کرده اند، محققان می توانند به دنبال شواهدی از تأثیر ژنتیکی SES در مغز باشند. برای این تجزیه و تحلیل، آنها یک شاخص واحد از SES و پیوندهای ژنتیکی را بر اساس تحقیقات قبلی ایجاد کردند که پلی‌مورفیسم‌های تک نوکلئوتیدی – تغییرات یک “حرف” کد DNA – که با SES مرتبط هستند را شناسایی کردند.

آنها با استفاده از این شاخص دریافتند که ژنتیک می تواند کمی بیش از نیمی از رابطه بین حجم ماده خاکستری و SES را در برخی مناطق توضیح دهد. قشر پیش‌پیشانی و اینسولا – مسئول ظرفیت‌هایی مانند ارتباط، تصمیم‌گیری و همدلی – به‌ویژه تحت تأثیر تأثیر ژنتیکی قرار گرفتند. با این حال، رابطه بین SES و حجم ماده خاکستری در سایر نواحی مغز – به عنوان مثال مخچه و لوب تمپورال جانبی – با ژنتیک کمتر مرتبط بود، نشانه‌ای از این که تغییرات در آنجا ممکن است تحت تأثیر محیطی باشد.

با تأکید بر تأثیری که محیط می تواند داشته باشد، محققان به متغیر دیگری در داده ها نگاه می کنند: شاخص توده بدن (BMI). در حالی که ژنتیک در BMI نقش دارد، BMI نیز از عوامل غیر ژنتیکی از جمله تغذیه و فعالیت بدنی ناشی می شود. حتی پس از کنترل پیوندهای ژنتیکی شناخته شده بین آناتومی مغز و SES، آنها دریافتند که BMI می تواند به طور متوسط ​​44 درصد از رابطه بین SES و حجم ماده خاکستری را تشکیل دهد.

این یافته نشان می‌دهد که عوامل محیطی، نه فقط عوامل ژنتیکی، که می‌توانند در افزایش BMI نقش داشته باشند – مانند تغذیه نامناسب و ورزش بدنی ناکافی – ممکن است در ساختار مغز نیز ظاهر شوند.

دلیلی برای مداخله

محققان می‌گویند که یافته‌های آن‌ها، به دور از بیان این نکته که هیچ کاری برای بهبود تأثیر SES بر مغز وجود ندارد، در عوض تأکید می‌کند که سیاست‌گذاری متفکرانه می‌تواند نابرابری‌های بهداشتی و اجتماعی مرتبط با تفاوت‌های SES را برطرف کند.

فرح می‌گوید: «مسئله مشارکت ژنتیکی یا محیطی در تفاوت‌های SES بحث‌برانگیز است، تا حدی به دلیل پیامدهای درک شده آن برای سیاست‌ها. “بسیاری از مردم فکر می کنند که اگر مشکلات افراد SES پایین ناشی از محیط زیست باشد، پس ما می توانیم و باید محیط را اصلاح کنیم، اما سپس به یک نتیجه غیرمنطقی ادامه می دهیم: تا حدی که آنها ژنتیکی هستند، کاری برای انجام دادن وجود ندارد. مشکلات ژنتیکی را می توان با مداخلات محیطی نیز بهبود بخشید، به عنوان مثال تغییرات رژیم غذایی برای افراد مبتلا به سندرم متابولیک جدی مادرزادی PKU یا عینک برای مشکلات معمول بینایی.

محققان می گویند که مداخلات سیاستی می تواند یک راه حل باشد که به عنوان مثال به نگرانی های عدالت زیست محیطی که با محله های فقیرتر مرتبط است، رسیدگی می کند. ناو می‌گوید: «اگر کیفیت هوا در محله‌های با SES پایین‌تر باشد، می‌تواند باعث التهاب و سایر اثرات منفی در مغز شود. “به عنوان یک مثال، مقرراتی که آلودگی هوا را کاهش می دهد، می تواند این آسیب را از بین ببرد و سلامت و رفاه را در سراسر جهان بهبود بخشد، صرف نظر از اینکه در چه محله ای زندگی می کند. پیش دبستانی رایگان و با کیفیت بالا می تواند همین کار را انجام دهد. ژنتیک، در این مورد، سرنوشت نیست.”

این تیم می‌گوید برای حرکت از شناسایی همبستگی‌ها به تعیین علت‌ها از نظر درک اثرات محیطی SES بر مغز، به مطالعات بیشتری نیاز است. کوئون می‌گوید: «با در دسترس قرار گرفتن داده‌های بیشتر و بیشتر، من انتظار دارم که به زودی بتوانیم چنین مطالعاتی را انجام دهیم که به شکل‌گیری مداخلات هدفمند کمک می‌کند.»