Совместные исследования американских учёных из Массачусетского технологического института и ряда европейских университетов показали, что человеческая речь может быть следствием возникновения генетической мутации.
Учёные продемонстрировали, что человеческая версия гена FOXP2 облегчает конвертацию нового приобретённого опыта в рутинные знания и навыки. Эксперимент на мышах показал, что животные, чей организм экспрессирует этот «человеческий» ген, быстрее справляются с когнитивными задачами, чем подопытные контрольной группы, не имеющие такой генной модификации.
«Наши данные подтверждают то, что терапия FOXP2 может помочь людям изучать языки, будь то иностранный язык или родной. Мы определили, что ключевым моментом изучения языка является способность преобразовывать в сознании новые звукосочетания в слова посредством создания ассоциативных пар. К примеру, человек понимает, что такое «стакан», поскольку, когда он услышал это слово впервые, то увидел предмет, который он обозначает», – рассказывает автор исследования Энн Грейбил (Ann Graybiel), профессор при Массачусетском технологическом институте исследований мозга.
Открытие может также указывать на то, что мутация «гена речи» ответственна и за другие когнитивные навыки, уникальные для человека. Вариация FOXP2 связана с особым родом обучения, который позволяет строить сознательные ассоциативные пары.
Все виды животных могут взаимодействовать друг с другом, но люди имеют уникальную способность генерировать и понимать язык. FOXP2 является одним из нескольких генов, которые, по мнению ученых, возможно, способствовали развитию этих языковых навыков. Ген был впервые выявлен у членов одной семьи, которые имели серьезные трудности в воспроизведении и понимании речи. Оказалось, что эти люди являются носителями мутации FOXP2.
В 2009 году Svante Pääbo, директор Института Макса Планка по эволюционной антропологии и его команда провели эксперимент на мышах. Их клетки заставили экспрессировать человеческий белок FOXP2, который отличается от мышиного всего на две аминокислоты. Тогда исследователи обнаружили, что у генно-модифицированных мышей появилось больше дендритов в полосатом теле — зоне мозга, ответственной за формирование привычек. Более того, у ГМО-мышей сформировалось больше синапсов между нейронами.
Белок, вырабатываемый FOXP2, является фактором транскрипции. В этой научной работе исследователи обнаружили, что FOXP2 появляется для включения генов, участвующих в регуляции синаптических связей между нейронами. Они также обнаружили повышенную активность допамина в части полосатого тела, который участвует в формировании привычек.
Вместе эти изменения помогают «настроить» мозг по-другому, чтобы адаптировать его к речи и усвоению языка. В настоящее время они на этапе дальнейшего изучения, исследуется как FOXP2 может взаимодействовать с другими генами, чтобы производить воздействие на процесс обучения и языка.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Schreiweis, Christiane; Bornschein, Ulrich; Burguiere, Eric; Kerimoglu, Cemil; Schreiter, Sven et al. (2014) Humanized Foxp2 accelerates learning by enhancing transitions from declarative to procedural performance // PNAS – p. 1414542111
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
