هل يمكن أن تعزز لياقتك من قوة دماغ أطفالك؟
قد يكون الآباء قادرين على نقل القدرة التعليمية المعززة التي تأتي من النشاط البدني والعقلي من خلال التغييرات الجزيئية في الحيوانات المنوية ، وفقًا لبحث جديد من ألمانيا.
في ورقة نشرت في المجلة تقارير الخلية، يشرح باحثون من المركز الألماني للأمراض التنكسية العصبية (DZNE) والمركز الطبي الجامعي في غوتنغن ، في ألمانيا أيضًا ، كيف توصلوا إلى هذا الاستنتاج بعد دراسة الفئران.
ووجدوا أن التعرض لبيئة محفزة مع الكثير من التمارين لا يؤدي فقط إلى زيادة القدرة على التعلم لدى ذكور الفئران البالغة ، ولكن أيضًا أن هذه الميزة موروثة من ذريتهم.
وكشفت اختبارات أخرى أن التأثير قد تم تمريره من خلال التغييرات في جزيئات الحمض النووي الريبي في الحيوانات المنوية للآباء.
حدد الباحثون جزيئين محددين من جزيئات microRNA - يسمى miRNA212 و miRNA132 - على أنهما المسؤولان الأساسيان. MicroRNAs هي مجموعة من الجزيئات التي تتحكم في نشاط الجين دون تغيير الحمض النووي الأساسي.
تقدم الدراسة الجديدة دليلًا إضافيًا على عملية وراثة "وراثية لاجينية" يمكن من خلالها نقل المهارات إلى الجيل التالي دون إشراك الحمض النووي.
الوراثة اللاجينية
في ورقتهم ، يلخص مؤلف الدراسة الكبير أندريه فيشر ، الأستاذ في قسم الطب النفسي والعلاج النفسي في DZNE وزملاؤه الدليل الأخير على "الآليات غير الجينية" للوراثة.
تتعلق الآليات بالمجال الناشئ لعلم التخلق ، حيث يقوم العلماء بجمع المزيد والمزيد من الأدلة حول كيفية تأثير العوامل البيئية - مثل نمط الحياة والنظام الغذائي - لجيل واحد على التطور البيولوجي ، والصحة ، وأمراض الجيل التالي.
الآليات اللاجينية تغير التعبير الجيني دون تغيير الحمض النووي. فهي تؤثر على نشاط الخلية عن طريق تشغيل الجينات وإيقافها وتغيير أنماط إنتاج البروتين ، على سبيل المثال.
تشير الدراسات الحديثة إلى أن التغيرات اللاجينية يمكن أن تنتقل عبر الحيوانات المنوية. أظهرت الأبحاث التي تم تقديمها مؤخرًا في مؤتمر ، على سبيل المثال ، أن التعرض لضغط خفيف مدى الحياة يمكن أن يغير الحيوانات المنوية في ذكور الفئران بطريقة تشكل نمو الدماغ في ذريتهم.
التمرين و "اللدونة المشبكية"
لاحظ البروفيسور فيشر وزملاؤه أن التمارين البدنية جنبًا إلى جنب مع التدريب المعرفي - والتي يشار إليها باسم "الإثراء البيئي" - من المعروف أنها تقلل من مخاطر الإصابة بأمراض مختلفة ، بما في ذلك تلك التي تؤثر على الدماغ.
على وجه الخصوص ، أظهرت الدراسات التي أُجريت على الجرذان والبشر أن الإثراء البيئي يمكن أن يعزز "اللدونة المشبكية" ، والتي تحدد مدى جودة تواصل خلايا الدماغ ويُعترف بها أيضًا على أنها الأساس البيولوجي للتعلم.
ومع ذلك ، في حين كشفت الدراسات أيضًا أن تربية الفئران في البيئات المخصبة يمكن أن تؤدي إلى تعزيز اللدونة المشبكية في نسلها ، فليس من الواضح ما إذا كان هذا صحيحًا أيضًا إذا كان التعرض يحدث فقط في مرحلة البلوغ.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الآلية التي من خلالها يتم توريث اللدونة التشابكية المتزايدة غير مفهومة بشكل جيد ، كما لاحظ المؤلفون.
لدراستهم ، أخذ العلماء مجموعتين من ذكور الفئران. سمحوا لمجموعة واحدة بتجربة الإثراء البيئي ، والذي تضمن الكثير من التمارين ، لمدة 10 أسابيع ، بينما بقيت المجموعة الأخرى في "أقفاص منزلية".
اكتشفوا أنه بالمقارنة مع الفئران المحبوسة (الضوابط) ، أظهرت الفئران التي تعرضت للتخصيب البيئي "زيادة كبيرة" في النشاط المشبكي في الحُصين ، وهي منطقة من الدماغ مهمة للتعلم.
يتم تمرير الفائدة من خلال الحيوانات المنوية RNA
في المرحلة التالية من الدراسة ، أخذ الباحثون مجموعتين أخريين من ذكور الفئران البالغة ووضعوها في نفس النظام ، باستثناء أنه بعد 10 أسابيع ، قاموا بتزاوجهم مع إناث في أقفاص منزلية.
كشفت نتائج الفريق أن نسل الفئران الذكورية التي عانت من إثراء بيئي في مرحلة البلوغ قد زاد أيضًا من النشاط المشبكي للحصين ، مقارنة بنسل ذكور الضوابط.
لاحظ المؤلفون أنه بما أن الأمهات لم يسبق لهن تجربة إثراء بيئي ، فلا بد أن المنفعة قد انتقلت إلى الآباء.
في تجارب أخرى ، استخرجوا الحمض النووي الريبي من الحيوانات المنوية للآباء وحقنوه في خلايا بويضة الفئران المخصبة.
تم اكتشاف أن النسل من البويضات ذات الحمض النووي الريبي للحيوانات المنوية من الفئران التي تعرضت للتخصيب البيئي خلال مرحلة البلوغ قد "عزز اللدونة التشابكية والقدرة على التعلم" مقارنة بنسل من البويضات ذات الحمض النووي الريبي للحيوانات المنوية من الفئران الضابطة.
وخلص الباحثون إلى أن الإثراء البيئي ، أو زيادة النشاط البدني والعقلي ، في مرحلة البلوغ ، يمكن أن يعزز القدرة المعرفية لدى النسل ، وأن هذا ينتقل عبر الحمض النووي الريبي للحيوانات المنوية.
باستخدام حقن أكثر دقة من الحمض النووي الريبي ، سعى الفريق بعد ذلك إلى تحديد جزيئات الحمض النووي الريبي المسؤولة عن الوراثة اللاجينية لقدرة التعلم المعززة. وجدوا أن miRNA212 و miRNA132 يمثلان معظمها.
"ولأول مرة ، يربط عملنا على وجه التحديد ظاهرة وراثية لاجينية ببعض الرنا الميكروي."
البروفيسور أندريه فيشر
