Исследователи обнаружили, как гены матери и плода, а также факторы питания влияют на развитие коры головного мозга ребенка. Их исследование, основанное на обширных данных Британского биобанка, выявило прямую связь между более высоким весом при рождении, находящимся под влиянием определенных генетических вариантов, и увеличением площади поверхности коры головного мозга.
Исследование подчеркивает важную роль генов плода, связанных с инсулином, и материнских генов, способствующих выведению токсинов в росте мозга. Любопытно, что воздействие пищевого стресса, такого как голод во время войны, оказало воздействие на поколения, подчеркивая критическое взаимодействие между генетикой и факторами окружающей среды в пренатальном и раннем развитии мозга.
Новое популяционное исследование, проведенное профессором медицины Университета Монреаля (University of Montreal) Томасом Паусом (Tomas Paus), раскрывает роль генов матери и плода в росте коры головного мозга ребенка.
Исследование, опубликованное в научном журнале Nature Communications, показывает, что генетические варианты, связанные с более высоким весом при рождении, также связаны с более быстрым ростом коры головного мозга. Однако изобилие или нехватка продовольствия, по-видимому, влияет на степень роли генов матери и будущего ребенка.
Вместе с научным сотрудником Дэниелом Восбергом (Daniel Vosberg) Паус проанализировал массу тела при рождении, гены массы тела при рождении и данные магнитно-резонансной томографии (МРТ) мозга нескольких тысяч взрослых из Британского биобанка, биомедицинской базе данных в Соединенном Королевстве.
Эти анализы подтвердили, что более высокий вес при рождении связан с большим размером коры головного мозга (измеряется по площади поверхности). Кроме того, генетические варианты, присутствующие у матери и ребенка, связанные с массой тела при рождении, также связаны с поверхностью коры головного мозга. У ребенка решающее значение имеют гены, связанные с действием инсулина, тогда как у матери главную роль играют генетические варианты, способствующие выведению токсинов на клеточном уровне.
Две группы генетических вариантов не всегда одинаково важны для определения размера коры.
«Сравнивая данные по годам рождения и используя статистическое моделирование и анализ клеточных взаимодействий, мы продемонстрировали роль ограничения в еде во время беременности или младенчества», — комментирует Паус.
У тех, кто подвергся голоду во время войны во время «голландской зимы» 1944–1945 годов, материнские гены детоксикации оказали наибольшее влияние на рост коры головного мозга.
Эта черта, по-видимому, передается от одного поколения к другому, поскольку такая взаимосвязь обнаруживается и у детей людей, подвергшихся такому воздействию. В других случаях рост коры головного мозга в основном связан с генами, связанными с действием инсулина у плода.
Анализы показывают, что решающее значение имеют гены, которые противодействуют негативным последствиям ограничения еды, особенно с точки зрения клеточного стресса и активации иммунной системы.
«Во времена голода, когда клетки размножаются, риск ошибок намного выше», — добавляет Паус. «Это может объяснить, почему в данном контексте гены, ответственные за восстановление ДНК, имеют решающее значение для роста мозга ребенка».
Благодаря лучшему пониманию взаимосвязи между низким весом при рождении и ростом мозга, а также важности недоедания как опосредующего фактора, исследователи затем оценят лучший способ стимулирования роста коры головного мозга после рождения у маленьких детей.
«Мы скоро запустим пилотный проект, чтобы определить лучший способ поддержки оптимального развития мозга у детей с низкой массой тела при рождении», — заключает Паус.
Авторы другого исследования утверждают, что рост мозга в детстве связан с микробиомом кишечника