Όπως γνωρίζουμε, κάθε κύτταρο του οργανισμού μας περιέχει το ίδιο γονιδίωμα, το σύνολο δηλαδή της γενετικής πληροφορίας που συνιστά το βιολογικό πυρήνα της ατομικότητάς μας. Ωστόσο, στον παραπάνω κανόνα υπάρχουν εξαιρέσεις, κύτταρα δηλαδή, που έχουν γενετικές διαφορές σε σχέση με τα υπόλοιπα. Παράδειγμα τέτοιων κυττάρων είναι τα καρκινικά κύτταρα, τα οποία εμφανίζονται όταν μία σειρά μεταλλάξεων δημιουργεί γενετικά ξεχωριστά κύτταρα. Αυτό που οι περισσότεροι δεν γνωρίζουν, ωστόσο, είναι ότι ο εγκέφαλος έχει σημαντική γενετική ποικιλομορφία, με ορισμένες έρευνες να δείχνουν ότι υπάρχουν εκατοντάδες μεταλλάξεις σε κάθε νευρικό κύτταρο. Κατά την ανάπτυξη του εγκεφάλου, συμβαίνουν μεταλλάξεις και άλλες αλλαγές κατά την διαίρεση των εγκεφαλικών κυττάρων οι οποίες μεταβιβάζονται στις επόμενες γενιές κυττάρων. Ως αποτέλεσμα, ο εγκέφαλος ενός ενηλίκου αποτελείται από ένα μωσαϊκό γενετικά διακριτών κυτταρικών ομάδων.

Γνωρίζουμε ότι η δραστηριότητα και η οργάνωση του εγκεφάλου αλλάζει ως απόκριση σε διάφορες εμπειρίες. Η μνήμη και η μάθηση αποτυπώνονται στον αριθμό και την ισχύ των συνάψεων μεταξύ των νευρικών κυττάρων. Γνωρίζουμε επίσης ότι ο εγκέφαλος αποτελεί ένα γενετικό μωσαϊκό, ωστόσο μία νέα έρευνα παρατηρεί μία σημαντική σύνδεση μεταξύ των εμπειριών και την γενετικής ποικιλομορφίας του εγκεφάλου. Σύμφωνα με την έρευνα, οι διάφορες εμπειρίες μπορούν να αλλάξουν την αλληλουχία DNA του γονιδιώματος που βρίσκεται στα εγκεφαλικά κύτταρα. Ο παραπάνω είναι ένας νέος και ανεξερεύνητος μέχρι σήμερα τρόπος με τον οποίο οι εμπειρίες μπορεί να επηρεάσουν τον εγκέφαλο. Το εύρημα αυτό έχει μεγάλο επιστημονικό ενδιαφέρον καθώς αποκαλύπτει ότι ο εγκέφαλος μπορεί να μεταβάλλει τον γενετικό πυρήνα του ως απόκριση στο περιβάλλον.

Το γονιδίωμα αποτελεί τη μοριακή υπογραφή της μοναδικότητας. Η αλληλουχία DNA του γονιδιώματος μας ξεχωρίζει σαν μοναδικά άτομα και οι αλλαγές στην αλληλουχία αυτή είναι σχετικά σπάνιες. Οι αλλαγές στο γονιδίωμα προέρχονται τυπικά από σπάνια λάθη κατά την κυτταρική αντιγραφή ή λόγω έκθεσης σε καρκινογόνα ή ακτινοβολία. Η έρευνα δείχνει ότι οι εμπειρίες έχουν επίσης την ικανότητα να αλλάζουν το γονιδίωμα, ωστόσο μόνο στα κύτταρα του εγκεφάλου. Συγκεκριμένα, φαίνεται ότι η φροντίδα που λαμβάνει ένα νεογέννητο στην αρχή της ζωής, μπορεί να έχει επηρεάσει σημαντικά την ψυχολογική και νοητική του ανάπτυξη. Η προσεκτική ανατροφή, η σίτιση και η φροντίδα μπορούν να περιορίσουν σημαντικά το στρες και το άγχος και να ενισχύσουν την ψυχολογική υγεία. Αν αντιθέσει, η αδιαφορία μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένο άγχος και διαταραχές στην ψυχολογική προσαρμογή. Η έρευνα δείχνει ότι η ποιότητα της φροντίδας στην πρώιμη ζωή μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στη μετέπειτα ζωή του ατόμου μέσω γενετικών αλλαγών στον εγκέφαλο. Οι επιστήμονες μπόρεσαν να ταυτοποιήσουν φυσικές διαφορές στην ποιότητα και την ποσότητα της μητρικής φροντίδας σε πειραματόζωα-ποντίκια η οποία υπολογίστηκε με βάση το χρόνο που περνούσαν με τα παιδιά τους. Με τον τρόπο αυτό ξεχώρισαν ομάδες πειραματόζωων που προσέφεραν είτε υψηλή είτε χαμηλή μητρική φροντίδα. Στη συνέχεια εξέτασαν τους εγκεφάλους των μωρών για διαφορές στους δείκτες γενετικών αλλαγών.

Αρκετές από τις διαφορές στο γονιδίωνα των νευρικών κυττάρων αποδίδονται στην παρουσία κινητών γενετικών στοιχείων που λέγονται ρετροτρανσποζόνια. Αυτά αποτελούν τμήματα DNA τα οποία μπορούν να αντιγραφούν και να ενσωματωθούν σε άλλες περιοχές του γονιδιώματος. Η έρευνα υπολόγισε τη συσσώρευση των κινητών αυτών γενετικών στοιχείων στον εγκέφαλο ανάλογα με το επίπεδο της μητρικής φροντίδας. Τα στοιχεία αυτά είχαν συγκεντρωθεί σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου στα μωρά ποντίκια όταν αυτά δεν είχαν λάβει επαρκή μητρική φροντίδα. Αν ένα μωρό είχε γεννηθεί από μητέρα που δεν προσέφερε φροντίδα, αλλά μεγάλωσε με μία μητέρα που έδειχνε ενδιαφέρον γι’αυτό, οι συσσωρεύσεις των γενετικών αυτών στοιχείων ήταν απούσες.Το γεγονός αυτό ενίσχυσε τη θεωρία ότι η συσσώρευση των γενετικών αυτών στοιχείων αποδίδεται στη φροντίδα της μητέρας και όχι σε κάποια κληρονομική διαφορά. Οι μεγαλύτερες ποσόσητες συσσώρευσης ανιχνεύθηκαν στον ιππόκαμπο, μία περιοχή του εγκεφάλου που εμπλέκεται στη μνήμη, όχι όμως σε άλλες περιοχές ή σε άλλα όργανα, όπως η καρδιά, γεγονός που δείχνει ότι υπάρχει συγκεκριμένη επίδραση στο μωσαϊκισμό του εγκεφάλου.

Οι συγγραφείς αναφέρουν επίσης ότι τα επίπεδα αλλαγών των γενετικών στοιχείων μπορεί να μεσολαβούνται από μία τροποποίηση στο γονιδιακό DNA, γνωστή ως μεθυλίωση. Η μεθυλίωση δεν είναι η ίδια μία αλλαγή στην αλληλουχία του DNA, ωστόσο μπορεί να αλλάξει πώς και πότε οι αλληλουχίες του DNA διαβάζονται και χρησιμοποιούνται από το κύτταρο. Τα μωρά ποντίκια που είχαν λάβει περιορισμένη μητρική φροντίδα είχαν μειωμένα επίπεδα μεθυλίωσης σημαντικών ρυθμιστικών αλληλουχιών στα γενετικά στοιχεία αυτά, γεγονός που οδήγησε σε αύξηση του αριθμού και της δραστηριότητας των τελευταίων.

Η ενισχυμένη γενωμική ποικιλομορφία μεταξύ των νευρικών κυττάρων μπορεί να είναι ωφέλιμη στο άτομο καθώς δημιουργεί μεγάλη διαφοροποίηση στο εύρος της συμπεριφοράς του. Αντιθέτως, μπορεί επίσης να δημιουργήσει γενετική προδιάθεση στο άτομο για νευρολογικές ή ψυχιατρικές νόσους ακόμα και απουσία οικογενειακού ιστορικού αυτών των νόσων.

Είναι γνωστό εδώ και χρόνια ότι οι γονιδιακές μεταλλάξεις μπορούν να προκαλέσουν καρκίνο του εγκεφάλου, ωστόσο οι επιδράσεις άλλων γενετικών τροποποιήσεων, όπως αυτές που προκαλούνται από τα κινητά γενετικά στοιχεία που προαναφέρθηκαν, δεν είναι ακόμα γνωστές. Υπάρχουν παραδείγματα παθήσεων που προκαλούνται από αλλαγές στον αριθμό ή τη δραστηριότητα των παραπάνω. Για παράδειγμα, το σύνδρομο Rett είναι μία αναπτυξιακή διαταραχή που σχετίζεται με το χρωμόσωμα Χ και χαρακτηρίζεται από αλλαγές στη συμπεριφορά, την ομιλία και την κίνηση. Προσφάτως, οι μεταλλάξεις που προκαλούν το ALS και την προσθιο-κροταφική άνοια σχετίστηκαν επίσης με τη ρύθμιση των κινητών γενετικών στοιχείων.

Η σύνδεση των εμπειριών στην αρχή της ζωής με την γενωμική ποικιλομορφία των νεύρων δείχνει ότι οι πρώτες έχουν μία μη αναστρέψιμη γενετική επίδραση στον εγκέφαλο. Αυτό δίνει νέες πληροφορίες στη διαμάχη σχετικά με τη σημαντικότητα της φύσης σε σχέση με την ανατροφή αναφορικά με τη συμπεριφορά. Η έρευνα υποστηρίζει ουσιαστικά ότι η φύση και η ανατροφή δεν είναι όσο ανεξάρτητες όσο πιστεύαμε και δείχνει ότι η φύση δεν είναι αμετάβλητη. Όπως συμβαίνει με τις περισσότερες έρευνες αυτούς του είδους, υπήρχαν περιορισμοί που μπορεί να επηρέασαν τα αποτελέσματα της μελέτης. Ο σημαντικότερος ήταν ότι ο αριθμός των κινητών γενετικών στοιχείων είναι σημαντικά υψηλότερος στους νευρώνες των ποντικών που μελετήθηκαν σε σχέση με τους αντίστοιχους του ανθρώπου. Επιπλέον, ο μηχανισμός με τον οποίο οι γενετικές αυτές αλλαγές στον εγκέφαλο επηρεάζουν τη συμπεριφορά είναι ακόμα άγνωστος. Παρά τα παραπάνω,  η έρευνα αυτή έχει προκαλέσει έντονο ενδιαφέρον. Είναι η πρώτη φορά που μία έρευνα συνδέει τις εμπειρίες στα πρώτα χρόνια της ζωής με τη γενετική δομή των νευρώνων, γεγονός που τονίζει τη σημαντική πλαστικότητα και προσαρμοστικότητα του εγκεφάλου.

Βιβλιογραφία: Scientific American