Despite having the same genetic makeup, identical twins have their own distinctive personalities. To, w jaki sposób powstaje ich indywidualność, do tej pory pozostawało pewną tajemnicą. Ale teraz naukowcy odkryli, że doświadczenia życiowe wpływają na rozwój mózgu – a to może pomóc nam zrozumieć, jak tworzą się osobowości.
To, jacy jesteśmy behawioralnie i fizycznie, zależy od wielu czynników. Genetyka odgrywa ogromną rolę, ale również środowisko, które może wpływać na sposób, w jaki nasze geny są wyrażane. Na przykład, identyczne bliźnięta mogą mieć różną wysokość lub wagę z powodu różnic w diecie, poważnych chorób lub nawet różnych połączeń łożyskowych, gdy jeszcze w łonie matki.
„W badaniach bliźniąt było jasne, że nawet jeśli bliźnięta są identyczne (monozygotyczne), nadal istnieją pewne różnice między nimi, które pojawiają się z czasem”, mówi Gerd Kempermann, genetyk behawioralny na Uniwersytecie Technicznym w Dreźnie i Niemieckim Centrum Chorób Neurodegeneracyjnych w Niemczech. „Identyczne bliźnięta są często zadziwiająco podobne, ale matki i bliscy krewni wciąż mogą je łatwo odróżnić.”
Co ważne, identyczne bliźnięta wychowane w tym samym gospodarstwie domowym – tym samym „zewnętrznym” środowisku – z czasem wciąż rozwijają różnice osobowości. Genetycy behawioralni od dawna przypisują te różnice wpływowi „nie-wspólnego środowiska”, choć nie ma zgody co do tego, co dokładnie składa się na to nie-wspólne środowisko, powiedział Kempermann w wywiadzie dla io9. W badaniach bliźniąt, jak mówi, te nie-wspólne wpływy środowiskowe zasadniczo sprowadzają się do indywidualnych doświadczeń rodzeństwa i ich własnych osobistych interakcji z otoczeniem.
Kemperman i jego koledzy badali genetycznie identyczne myszy i odkryli, że ich doświadczenia wpłynęły na wzrost nowych neuronów w hipokampie – części mózgu związanej z uczeniem się i pamięcią. Uważają oni, że te zmiany neurologiczne promują indywidualne różnice w zachowaniu i osobowości.
Naturalnie, rozwój różnic osobowościowych powinien być odzwierciedlony w mózgu. W hipokampie stale powstają nowe neurony w procesie zwanym neurogenezą. Wiedząc o tym, Kempermann i jego koledzy zastanawiali się: W jaki sposób doświadczenia życiowe napędzają indywidualizację w mózgu? Konkretnie, gdyby genetycznie identyczne myszy żyły w tym samym środowisku, jak bardzo każda z nich rozwinęłaby indywidualność i czy ich różne „osobowości” znalazłyby odzwierciedlenie w neurogenezie hipokampa?
Aby się tego dowiedzieć, Kempermann i jego koledzy umieścili 40 genetycznie identycznych myszy wsobnych w złożonej arenie. Klatka miała kilka poziomów, z których każdy był wypełniony zabawkami, rurkami i innymi przedmiotami, aby wzbogacić środowisko. Zespół wyposażył każdą dorosłą mysz w transponder RFID (radio-frequency identification) i rozrzucił 20 anten radiowych po całej arenie.
Schemat wielopoziomowego domu myszy. Dzięki uprzejmości Science/AAAS.
Ta konfiguracja pozwoliła badaczom śledzić, jak dużą część środowiska pokrył każdy gryzoń i określić ilościowo ich zachowania eksploracyjne w ciągu 3-miesięcznego eksperymentu. Badacze wstrzyknęli również myszom związek, który oznacza komórki w trakcie podziału, umożliwiając im śledzenie proliferacji nowych neuronów hipokampa.
Zespół odkrył, że myszy, choć genetycznie identyczne, wykazywały wysoce zindywidualizowane zachowania eksploracyjne. Żyły dokładnie na tym samym terenie, ale reagowały na to środowisko w różny sposób, mówi Kempermann, dodając, że różnice w zachowaniu rosły z czasem. Tak więc niektóre myszy stały się odkrywcami, którzy wędrowali po środowisku bardziej w miarę upływu miesięcy, podczas gdy inne myszy wolały naprawdę trzymać się obszarów, które znały.
I te behawioralne różnice pokazały się w mysiej neurogenezie hipokampa – myszy, które eksplorowały swoje środowisko pełniej, wyhodowały więcej nowych neuronów niż ich mniej odważne rodzeństwo. Co więcej, myszy przebywające na tej dużej arenie wykazywały średnio większą neurogenezę niż myszy kontrolne umieszczone w mniejszych, mniej stymulujących klatkach.
Więc podsumowując: Doświadczenia myszy, czyli interakcje z otoczeniem, wpłynęły na ich długoterminowe wzorce zachowań i wzrost nowych neuronów, promując rozwój odrębnych osobowości pomimo genetycznie identycznego makijażu.
A biorąc pod uwagę, że ludzie również przechodzą neurogenezę hipokampa, Kempermann uważa, że zespół wskazał neurologiczne podstawy ludzkiej indywidualności. „To pocieszająca myśl, że nie tylko nasze geny i nie tylko środowisko zewnętrzne, ale także nasze doświadczenia składają się na naszą indywidualność”, mówi.
Kempermann podkreśla także, że naukowcy mają teraz nowy model do badania, jak różne doświadczenia pomagają kształtować różne osobowości. „To otwiera nowy rodzaj podejścia do starego problemu” – mówi. Na przykład, zespół skupił się tylko na interakcjach myszy z ich fizycznym środowiskiem, ale jaką rolę odgrywają interakcje społeczne w neurogenezie hipokampa i rozwoju zachowań?
Na razie badacze są zainteresowani uzyskaniem jaśniejszego obrazu swoich ustaleń. Jedną z rzeczy, którą chcieliby się dowiedzieć, jest to, jak zachowania myszy zaczynają się rozwijać. W swoim badaniu zaobserwowali, że myszy, które początkowo były żądne przygód, z czasem bardziej eksplorowały otoczenie, aż do momentu, gdy ta cecha eksploracji się ustabilizowała – ale co sprawiło, że te myszy w ogóle chciały badać swoje otoczenie?
„Następnie, oczywiście, interesują nas mechanizmy” – mówi Kempermann. „W jaki sposób aktywność eksploracji faktycznie zmienia mózg? Chcemy zająć się przyczynowością tego wszystkiego.”
Praca została szczegółowo opisana dzisiaj w czasopiśmie Science.
Górne zdjęcie autorstwa Shawn Welling/Wikimedia Commons.
.