Генетика психофізіологічних і фізіологічних показників.

Перед учеными стоит крайне интересная проблема: найти связь ме­жду поведением человека, его психологическими особенностями и специфическими функциональными характеристиками мозга. На­пример, предстоит определить, от каких особенностей организации нервной системы зависит способность решать определенные кате­гории когнитивных тестов. Решение этой задачи позволит осущест­влять — возможно, в не таком уж далеком будущем — более деталь­ный анализ наследования психологических свойств.

Электроэнцефалограмма

В настоящее время существует множество методов изучения актив­ности мозга человека. Одним из них является регистрация электри­ческих потенциалов, получившая название электроэнцефалографии. Суммарная электроэнцефалограмма (ЭЭГ) представляет собой за­пись потенциалов головного мозга и отражает активность огромного числа нервных клеток, а также характеристики функциональной ак­тивности мозга, связанные с глобальными процессами. Так, особый вклад в генерацию ритмов ЭЭГ вносят восходящие активирующие системы (среднего и переднего мозга), тормозящие системы на уровне продолговатого мозга, моста и промежуточного мозга. ЭЭГ доволь­но сильно изменяется при повышении или снижении функциональ­ной активности структур мозга, колебаниях эмоционального состоя­ния, уровня внимания, а также при различных патологиях.

При анализе ЭЭГ обращают внимание на амплитуду и частоту возникающих волн. Выделяют определенные ритмы, которые харак­теризуются частотой, амплитудой, распределением по областям моз­га и некоторыми другими особенностями. Среди основных ритмов ЭЭГ выделяют α-, β-, θ-, δ- и γ-ритмы. Примеры вспышек волн раз­личных ритмов в ЭЭГ человека приведены на рис. 8.1. Волны α-ритма

генерируются с частотой 8-13 Гц, β-ритма — с частотой 14-40 Гц. θ- и δ-ритмы более медленные (соответственно 4-6 и 0,5-3 Гц), но амплитуда волн может значительно превышать значения, наблюда­емые при более быстрых ритмах.

Параметры ЭЭГ, характерные для индивида, формируются до­вольно медленно, этот процесс завершается только к 16-18 годам, а по некоторым свойствам ЭЭГ окончательно созревает к 19-20 го­дам. Существуют определенные изменения ЭЭГ, связанные со ста­рением. После 50 лет отмечается снижение выраженности α-ритма, увеличивается индекс β-ритма, чаще появляются θ-волны.

В структуре ЭЭГ имеются и половые отличия. Во всех возраст­ных группах у женщин чаще представлены ЭЭГ с более высокими частотами а-ритма и с большей выраженностью р-ритма. Это указы­вает на повышенный уровень активации по сравнению с мужчинами.

ЭЭГ каждого человека достаточно индивидуальна и может суще­ственно отличаться от средних показателей по выраженности рит­мов, их распределению, изменениям при функциональной нагрузке.

Уже в первых работах на монозиготных близнецах было обна­ружено удивительное сходство их электроэнцефалограмм, отличав­шихся друг от друга не более чем отдельные записи одного человека. В дальнейшем удалось выяснить, что особенно большое сходство ЭЭГ монозиготных близнецов касается параметров а-ритма (его частота, индекс, распределение). Методом слепой классификации (экспертам не было известно происхождение ЭЭГ) было установлено полное сходство ЭЭГ монозиготных близнецов в 85% случаев, сомнительное сходство — для 11% обследованных и только 4% заключений о не­сходстве. Для дизиготных близнецов, напротив, в 95% случаев было получено заключение о несходстве и только у 5% ЭЭГ обнаруживала полное сходство (Леннокс).

Отмеченное сходство ЭЭГ касается и разлученных близнецов, так что влияние общей среды на формирование ЭЭГ отсутствует. Из средовых факторов следует упомянуть только различные патологические воздействия. ЭЭГ может значительно измениться в результате травм головного мозга, инсультов, при некоторых других заболеваниях. В ре­зультате это может привести к дискордантности ЭЭГ у близнецов.

Если сравнивать различные характеристики ЭЭГ, то наиболее высокие оценки наследуемости получаются для а-ритма. Наименее значителен вклад генов в особенности ЭЭГ левой височной области (Мешкова, 1978).

Удалось показать, что для некоторых типов ЭЭГ речь идет об аутосомно-доминантном типе наследования. Существуют так называемые низкоамплитудные варианты ЭЭГ. Пример низкоамплитудной ЭЭГ приведен на рис. 8.2. Имеются данные, указывающие на моногенное наследование для особой формы низкоамплитудной ЭЭГ с отсутст­вием или сниженным индексом а-ритма в затылочной области, а так­же с отсутствием обычной реакции а-ритма при открывании и закры­вании глаз. Такой тип ЭЭГ отмечается у 4% индивидов в популяций (4,2-4,6%). На рис. 8.3 показано, как наследовался такой тип ЭЭГ в конкретной семье. У матери и одной дочери — низкоамплитудный тип ЭЭГ, у отца и другой дочери — обычный вариант ЭЭГ с хорошо выраженным а-ритмом в затылочных отведениях.

Для всех обследованных с низкоамплитудным типом ЭЭГ харак­терно, что по крайней мере у одного из родителей встречалась такая же разновидность ЭЭГ. Если оба родителя имеют низкоамплитудный тип ЭЭГ, то у 75% детей отмечается такой же вариант, что соот­ветствует предположению о наследовании, определяемому одним доминантным геном (соотношение 3: 1 для брака гетерозигот).

При низкоамплитудном типе ЭЭГ отмечено преобладание опреде­ленных психологических качеств: низкая спонтанная активность, ори­ентация на окружающих, низкий уровень внимания. У лиц с таким типом ЭЭГ отмечена склонность к экстраверсии, беззаботность. Они демонстрируют хорошие способности к ориентации в пространстве.

Было обнаружено еще несколько вариантов ЭЭГ, которые могут быть объяснены сравнительно простым моногенным (зависящим от одного гена) типом наследования (Фогель, Мотульски, 1990). Один из них — это так называемые мономорфные β-волны. Если для обыч­ных, наиболее распространенных форм ЭЭГ характерные β-волны большой амплитуды отмечаются в основном в затылочной области, то в случае ЭЭГ варианта с мономорфными а-волнами они регистри­руются во всех отведениях. По всей видимости, данный тип ЭЭГ определяется одним доминантным геном. Частота встречаемости дан­ной разновидности ЭЭГ составляет около 4%.

Характеристики ЭЭГ находят определенное отражение в психологических свойствах личности. В случае лиц с мономорфным типом а-волн отмечается хорошая кратковременная память, устойчивость к стрессу, внимание, точность в работе, упорство. Для этих индивидов характерна активность, надежность, стабильность.

Еще один тип ЭЭГ — с быстрым вариантом затылочного α-ритма (14-19 Гц). Это редкая разновидность ЭЭГ (около 0,5% случаев). Судя по частоте, эти волны должны были бы относиться к β-ритму. Однако они демонстрируют все свойства α-активности: локализова­ны главным образом в затылочной области, лучше всего выражены при закрытых глазах и подавляются при открывании глаз, умственной нагрузке, эмоциональном напряжении. При этом нормальный α-ритм отсутствует. Таким образом, есть все основания полагать, что в данном случае наблюдается быстрый вариант α-ритма. Тип насле­дования и в этом случае моногенный, доминантный. Лица с таким типом ЭЭГ отличаются способностью к быстрой переработке информации, они превосходят других в ловкости движений и в абстракт­ном мышлении. Коэффициент интеллекта выше нормы.

Очень редко встречается форма ЭЭГ с выраженной лобно-прецентральной β-активностью (0,4-1,5% случаев). Вероятно, она также наследуется моногенно, как доминантный признак. По функциональ­ным характеристикам эта группа близка к норме, отличается спокой­ным поведением.

Для большинства вариантов ЭЭГ характер наследования поли­генный, т. е. определяется взаимодействием большого числа генов. Это относится к нормальной, наиболее часто встречающейся ЭЭГ (85-90% всех взрослых).

Существует также тип ЭЭГ (у 3,3-4,0% обследуемых), характери­зующийся диффузными β-волнами, α-ритм при этом не выражен. Наследование этой разновидности ЭЭГ также зависит от многих ге­нов. Характер ЭЭГ свидетельствует о повышенном уровне актива­ции. Чрезмерный уровень тонической активности приводит к неко­торым особенностям психологических свойств. Лица с таким типом ЭЭГ допускают большое количество ошибок в тестах на концентра­цию внимания, у них низкая скорость выполнения тестов, низкая устойчивость к стрессу, отмечаются нарушения в пространственной ориентации. Есть данные о повышенной склонности к психическим заболеваниям, что может быть связано с чрезмерным уровнем тони­ческой активности нервных центров и неустойчивостью к стрессор-ным воздействиям.