11.5. Генетическая психофизиология

11.5. Генетическая психофизиология

Генетическая психофизиология изучает взаимодействие генотипа и факторов среды в формировании физиологических систем организма, обеспечивающих психическую деятельность (Булаева К. Б., 1991).

Структурная единица нервной системы – нейрон – демонстрирует чрезвычайное биохимическое, морфологическое и функциональное разнообразие. Число экспрессируемых в нейронах генов больше, чем в большинстве других клеток. Это число различается в разных отделах нервной системы. В процессе онтогенеза отростки нейронов растут по направлению к органу-мишени, расположенному в определенной области. В этом процессе важную роль играют топографические взаимоотношения нейронов, обусловливающие временную последовательность экспрессии генов, которая, в свою очередь, определяет биохимическую и функциональную специализацию нейронов.

Ранние стадии онтогенеза характеризуются избыточностью образования нейронов, их отростков и синапсов. В ходе созревания ЦНС избыточность устраняется в результате апоптоза – запрограммированной гибели клеток. Апоптоз – это активный процесс, требующий экспрессии определенных генов. Он устанавливает необходимое число клеток в популяциях нейронов. Подробнее эту тему мы рассмотрим ниже.

Дифференцировка отделов нервной системы в ходе онтогенеза обусловливает морфофункциональный уровень ее организации. Показана вариабельность мозга по массе, по рисунку борозд и извилин. Долгую историю имеет поиск связи морфологических (или цитоморфологических) характеристик мозга и психологических особенностей. В некоторых случаях (особенно при исследовании мозга выдающихся людей) такая связь показана. Предполагается возможность перераспределения ресурсов мозга в пользу наиболее интенсивно работающих отделов. Индивидуальные различия в умственной деятельности человека, вероятно, как-то связаны с особенностями обмена веществ в мозге.

Наиболее распространенным методом регистрации биоэлектрической активности мозга является электроэнцефалография. Записываемая при этом кривая – электроэнцефалограмма (ЭЭГ) – в каждый момент времени отражает суммарную электрическую активность мозга. ЭЭГ характеризуется целым рядом параметров, наиболее важными из которых являются амплитуда и частота колебаний. В зависимости от этих параметров выделяют различные ритмы ЭЭГ (а-, р-, 0-, у-, 5-ритмы). Функциональная интерпретация показателей ЭЭГ подробно разбирается в курсе нейрофизиологии.

Общий рисунок ЭЭГ и ее основные параметры демонстрируют большую устойчивость в онтогенезе человека и одновременно значительную популяционную вариабельность. Несмотря на высокую степень субъективности при интерпретации данных ЭЭГ, на основе различных наблюдений (особенно значительного сходства рисунков ЭЭГ у МЗ-близнецов) был сделан вывод о важном влиянии генотипа на индивидуальный рисунок.

Ф. Фогель (один из крупнейших специалистов в области генетики человека), выделив несколько типов ЭЭГ и показав их генетическую обусловленность, попытался связать их с психологическими особенностями (Фогель Ф., Мотульски А., 1990). Результаты исследований показали зависимость психологических характеристик и типа ЭЭГ. Получены доказательства биохимических и нейрохимических различий у людей с различным типом ЭЭГ.

Наибольшая генетическая обусловленность показана для ?-ритма. Она также показана для других составляющих ЭЭГ, для динамики реактивных изменений, вызванных сенсорной стимуляцией.

Вызванные потенциалы (ВП) – специфическая биоэлектрическая активность, связанная с определенным стимулом. Модальность стимула (т. е. свойство стимула, указывающее на его природу) должна быть адекватна определенной сенсорной системе. Выделяют зрительные, слуховые и соматосенсорные ВП.

Метод ВП дает сравнительно точные сведения о скорости обработки информации, поэтому его давно пытаются приспособить для анализа интеллекта. В настоящее время выявлена корреляция некоторых параметров ВП и показателей IQ (Александров А. А., 2004). В частности, было показано, что чем меньше латентный период компонентов ВП, тем выше значения IQ.

Связанные с событиями потенциалы (ССП) – общее название полученных в различных экспериментах потенциалов. В эту группу входят потенциалы мозга, связанные с движением (ПМСД); потенциалы, связанные с намерением произвести определенное действие; потенциалы, возникающие при пропуске ожидаемого стимула.

Факторами, обусловливающими вариабельность ВП и ССП, являются особенности биохимии ЦНС, половые различия. Индивидуальная устойчивость этих показателей у человека свидетельствует о существенном вкладе генотипа. Наиболее четко генетическое влияние показано для зрительных и слуховых ВП и ПМСД.

Соотношение факторов генотипа и среды в вариабельности показателей ВП и ССП зависит от модальности стимула, его интенсивности и других параметров.

В психофизиологии исследуется связь между функционированием физиологических систем организма и эмоциональными проявлениями психики человека.

Кожно-гальваническая реакция (КГР), или электрическая активность кожи (ЭАК). Различают спонтанную КГР, не связанную с внешним воздействием и вызванную КГР, отражающую реакцию на внешний стимул. Природа КГР окончательно не выяснена до сих пор. Вызванная КГР во многом обусловлена деятельностью потовых желез. Интересно, что железы, расположенные на ладонях, подошвах и на лбу, демонстрируют выраженную зависимость от психогенного воздействия. Повторное предъявление стимула снижает показатели КГР, что характеризует процесс привыкания. Амплитуда и скорость привыкания КГР относятся к числу генетически обусловленных характеристик, что подтверждают исследования на МЗ-близнецах. Вместе с тем показан существенный вклад индивидуальной среды в изменчивость параметров КГР.

Частота сердечных сокращений (ЧСС) является индикатором изменения активности сердечно-сосудистой системы. ЧСС находится под контролем вегетативной нервной системы. Многие авторы из результатов исследований делают вывод о большей обусловленности генотипом ЧСС при интенсивной нагрузке (например, при интеллектуальной деятельности), по сравнению с ЧСС покоя. Интересно также отметить, что эффект симпатической нервной системы в большей степени зависит от генотипа, чем эффект парасимпатической (Равич-Щербо И. В. [и др.], 2006).

Интереснейшую проблему современной биологии представляет проблема асимметрии в природе, прежде всего – функциональной асимметрии мозга, ее связь с моторной (превалирование левой или правой руки/ноги) и сенсорной (функциональное неравенство парных органов чувств) асимметрией. Генетические аспекты асимметрии представляют большой научный интерес, но в настоящее время не разработаны, хотя интенсивно изучаются.