基因和环境如何大脑结构与社会经济地位

你的教育、你的工作、你的收入和你住的社区因素被认为是代表社会经济地位(SES)和导致各种各样的健康和社会后果,从身体和心理健康的教育成就和认知能力。

大脑就像一个明显的SES之间的中介和许多这样的结果。但它的机制仍然模糊,和科学研究未能显示SES是否对大脑的影响是由基因决定的或由我们生活的环境。

在一份新的报告科学的进步,一个国际研究小组由宾夕法尼亚大学的科学家和sccp阿姆斯特丹需要进步梳理基因和环境的相对贡献。使用最大的数据集应用到这个问题,研究小组发现的证据表明,遗传和环境影响导致SES的影响在一个复杂的相互作用与影响,跨越不同的大脑区域。

“研究中我们看到的是,一些大脑和社会经济地位之间的关系可以用基因来解释,但有更多的关系,仍然是即使你占基因,”说吉迪恩殿营销在宾夕法尼亚大学的教授沃顿商学院研究合著者。“这表明社会经济条件下得到皮肤在某种程度上,可以有更多的负面影响在社会和经济差距我们周围。”

工作是一个产品的大型学术合作共同的中殿和自由的菲利普·Koellinger,这项研究的资深作者,大熊,呼吁脑成像和行为遗传学研究。玛莎法拉另一个文章的第二作者在工作和宾夕法尼亚大学心理学教授,是一个协作的首席研究员。

在大脑中映射SES的足迹

一个重要的研究已经表明,SES大脑中有一个签名。

“我研究SES和大脑之间的关系,”法拉说:“总是出现问题,导致这些差异的原因是什么?SES基因组中编码的特点,还是生活经验在不同级别的SES这些影响大脑吗?我们能够证明它是基因和环境似乎也对大脑的不同部位产生不同的效果。”

研究人员用一个巨大的数据集,英国生物库为了更好地理解这些相对贡献。早期研究用较小的样本量来研究大脑和SES之间的联系或在他们如何定义SES不一致。相比之下,英国生物库包含一个巨大的各种类型的数据,包括大脑扫描和基因组测序以及SES措施,标准化的方式收集的。结果,该研究小组能够搜索模式在SES将近24000人的因素和脑部扫描信息。

每个人分配两个SES“分数”,一个结合收入、职业、受教育程度和第二个结合社区和占领。看着这两个分数,他们约占1.6%的总脑容量的变化,这一发现以前见过。

然后研究人员更深入挖掘大脑扫描数据,寻找特定的大脑区域与SES跟踪。他们找到了一个主机SES相关的大脑区域,包括一些惊喜。值得注意的是,小脑,而不是许多先前的研究,分析了显示SES的实质联系。位于脑干、小脑负责运动和平衡以及涉及认知和学习的更高级别的功能。

“我们看到相关性和SES之间出现在大脑灰质体积,”说中殿。“他们小,但随着大样本量的研究我们可以相信他们是真实的。”

添加Hyeokmoon Kweon、该研究的第一作者和博士生sccp在阿姆斯特丹,“重要的是,这些小区域相关性并不意味着整个大脑和SES之间的关系也小。事实上,我们可以预测相当数量的SES差异通过聚合这些小brain-SES关系。”

先天与后天

因为成千上万的人在英国生物库也进行基因组测序,研究人员可能会寻找证据SES的基因影响大脑。对于这个分析,他们创造了一个单一指数SES和遗传联系基于之前的研究,确定了单核苷酸polymorphisms-variations DNA的一个“字母”的代码与SES。

使用这个索引,他们发现基因可以解释一半多一点的灰质体积和SES之间的关系在一些地区。前额叶皮层和insula-responsible沟通等能力,决策,empathy-turned特别强烈受遗传因素的影响。然而,SES和灰质体积之间的关系在其他大脑小脑及侧颞叶,是减少与遗传相关,表明改变可能对环境的影响。

强调环境的影响,研究人员观察了另一个变量的数据,身体质量指数(BMI)。基因扮演了一个角色在BMI, BMI也来自非基因因素,包括营养和身体活动。甚至在控制了大脑解剖学和SES已知的基因之间的联系,研究人员发现体重指数可能占44%的平均SES和灰质体积之间的关系。

发现表明,环境因素,不仅仅是遗传因素,有助于提升BMI-such营养不良和足够的身体锻炼可能也出现在大脑结构。

理由干预

研究人员称,他们的研究结果,表明没有什么要做改善SES对大脑的影响,而不是强调深思熟虑的决策可以解决健康和社会差距与SES差异。

“遗传或环境问题贡献SES差异是有争议的,部分原因是其感知影响政策,”法拉说。“很多人认为,如果是由环境引起的困难较低社会经济地位的那些人,然后我们可以而且应该修改环境,然后继续一个不合逻辑的结论:在某种程度上,他们是遗传的,没有什么要做。Genetically-caused问题也可以改善环境干预措施,例如,饮食变化严重先天代谢综合征患者苯丙酮尿,北大或眼镜普遍视力问题。”

政策干预可能是一个解决方案,研究人员说,解决,例如,环境正义问题与贫穷的社区。“如果lower-SES社区的空气质量差,可以引发炎症和其他负面影响大脑,”说中殿。”只是一个例子,规定,减轻空气污染可以消除危害,改善健康和幸福,不管附近一个住在什么。免费的,高质量的学前教育可以做同样的事情。基因,在这种情况下,不是命运。”

团队说,需要更多的研究,从确定压制盐碱地改良的相关性对大脑了解SES的环境影响。“随着越来越多的数据变得可用,Kweon说,“我希望我们将很快能够产生这样的研究,这将有助于形成有针对性的干预措施。”

参考Dagher: Kweon H, Aydogan G, A,等。人类大脑解剖学反映分离基因和环境组成部分的社会经济地位。科学的进步。2022;8 (20):eabm2923。doi:10.1126 / sciadv.abm2923

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