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2023

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遗传和环境如何影响脑功能


人的气质、能力各有特点,本质上是每个人的脑不同。遗传和环境对脑的功能产生多大影响是一项科学难题。近日,中国科学院心理研究所行为科学重点实验室副研究员杨志,与国内外合作者利用200对双胞胎的脑功能影像数据,揭示了遗传和环境因素对人脑内在功能网络的影响。相关论文于今年4月发表在SCI期刊《大脑皮层》第26卷第5期上。

  大脑是以功能网络的形式进行工作的,此前的研究多集中在单个脑网络,对脑工作机制的探索还不够清晰。杨志介绍,该团队通过自主研发的gRAICAR数据挖掘算法,把人静息态时的大脑功能网络分成七大子网络,分别是楔前叶记忆网络、视觉网络、默认网络、额顶控制网络、凸显网络、体感运动网络、背侧注意网络。他们发现,单个功能网络更容易受到遗传的影响,比如,基因对额顶控制网络的影响达65%,对楔前叶记忆网络的影响达51%,而各个功能网络之间的相互配合主要受环境影响。“如信息整合、情绪控制、沟通等行为,都需要功能网络间的合作,这个过程更多受到环境影响。这一发现可以对孩子的教育方式有所提示,例如培养孩子的气质、思维要注重环境因素。”

  杨志表示,区分脑功能模块并明确遗传和环境对它们的影响,将有助更清晰地了解脑的工作机制,给临床诊断更多启示。比如,对中风患者的运动系统,对抑郁症患者的情绪调控系统等治疗提供更多线索。“目前,我们在筛选精神障碍患者大脑的标志,为疾病的早期识别、诊断以及科研方向提供依据。未来也许扫描一下脑图像,就能判断人患精神疾病的可能性或是否处于疾病状态。我们希望探索建立脑的发育常模,比如处在不同年龄段的孩子的脑结构和功能应发育成什么样子,为评估孩子发育和认知功能提供新指标。”