3. Системный уровень

В широком понимании живая система представляет собой совокупность взаимосвязанных элементов, которые обладают способностью к совместному функционированию и приобретению свойств, не присущих отдельным входящим в ее состав элементам. В настоящее время принято считать, что мозг представляет собой «сверхсистему», состоящую из множества систем и сетей взаимосвязанных нервных клеток и структурных образований более высокого уровня.

6. Влияние генотипа на поведение и морфофункциональный уровень

Генетика поведения, область науки о поведении, основывающаяся на законах генетики и изучающая, в какой степени и каким образом различия в поведении определяются наследственными факторами. Основные методы исследования Генетика поведения на экспериментальных животных - селекция в сочетании с инбридингом (близкородственное скрещивание), при помощи которых изучаются механизмы наследования форм поведения, на человеке - статистический и генеалогический анализ в сочетании с близнецовым и цитогенетическим методами.

Зависимость поведения от наследственных факторов - генное управление и контроль поведения - исследуется на различных уровнях организации живого: в биоценозах, популяциях, сообществах, на уровне организма, а также на физиологическом (орган, ткань, клетка) и молекулярном уровнях, Исследования Генетика поведения имеют существенное значение для учения об индивидуальных различиях высшей нервной деятельности и выявления относительной роли врожденных и индивидуально приобретённых особенностей поведения, для объяснения роли генетически обусловленных особенностей поведения животных в популяции (для общественных животных - в стаде, стае и т.п.), а также для создания экспериментальных моделей нервных болезней.

В генетике поведения большое внимание уделяется не только поиску наследственных механизмов различных психических нарушений, но также изучению средовых факторов риска и возможностей средовых терапевтических воздействий ("средовая инженерия", по выражению Р. Пломина). В последнее время наряду с термином "геном" начал употребляться термин "энвиром" (от слова environment - среда) - понятие, включающее в себя средовые факторы риска в возникновении психических нарушений. Этим подчеркивается чрезвычайно важная роль среды в процессах развития. Смещение акцентов на более тщательные исследования среды, вероятно, позволит заменить преобладающий генетикоцентризм в отношении различных психических отклонений на более правильное понимание причин нарушений, основанное на признании неделимости и сложном взаимовлиянии наследственности и среды.

Если раньше в психогенетике приоритет удерживали исследования интеллекта, то сейчас ведущее место занимает проблема роли наследственности и среды в развитии различных психических заболеваний и отклонений в поведении.

6. Генетическая детерминация ээг человека

Исследование генетических детерминант психологических особенностей человека - бурно развивающаяся область генетики поведения. Основное внимание специалисты в области генетики поведения уделяют исследованию наследственной детерминации когнитивной и личностной сфер человека, тогда как особенности функционирования центральной нервной системы изучены значительно меньше.

Возможность подойти к анализу деятельности мозга дают существующие в психофизиологии неинвазивные методы исследования. К ним прежде всего относится регистрация биоэлектрической активности мозга (электроэнцефалограмма, вызванные потенциалы, вызванные магнитные поля).

Электроэнцефалография — метод регистрации и анализа электроэнцефалограммы (ЭЭГ), т.е. суммарной биоэлектрической активности мозга.

Описание ЭЭГ включает ряд параметров: частоту волн, их амплитуду, индекс выраженности, спектральные плотности ритмов и некоторые другие.

По частоте волн различают следующие типы ритмических составляющих ЭЭГ: дельта-ритм (0,5-4 Гц); тэта-ритм (5-7 Гц); альфа-ритм (8-13 Гц) — основной ритм ЭЭГ, преобладающий в состоянии покоя; бета-ритм (15-35 Гц); гамма-ритм (выше 35 Гц). Другая важная характеристика электрических потенциалов мозга — амплитуда, т.е. величина колебаний. Амплитуда и частота колебаний связаны друг с другом.

Целый ряд эмпирических данных свидетельствует о наличии определенных связей между параметрами ЭЭГ и психологическими особенностями человека. Как оказалось, различные параметры ЭЭГ связаны с широким кругом поведенческих и когнитивных характеристик, интеллектом, дислексией, нарушением способности к обучению, эмоциональностью, темпераментом и пр. Параметры ЭЭГ связаны с широким кругом поведенческих и когнитивных характеристик. Большое практическое значение имеет использование ЭЭГ в клинике для диагностики различной мозговой патологии или уточнения диагноза. ЭЭГ - индивидуально-специфичная и достаточно стабильная в течение жизни индивида характеристика.

Вначале генетические исследования ЭЭГ основывались на визуальном анализе ЭЭГ. Используя метод "слепой" классификации, оценивали идентичность рисунка ЭЭГ у монозиготных (МЗ) и дизиготных (ДЗ) близнецов. Первые же исследования, проведенные в конце 30-40-х гг., показали высокое сходство общего рисунка ЭЭГ у членов МЗ пары. Как правило, различия у МЗ не превышали различий между двумя отрезками ЭЭГ одного человека, записанными в разные дни. Однако наиболее убедительные данные были получены Н.Джуель-Нильсеном и Б.Харвальдом, которые показали, что различные параметры ЭЭГ у разлученных МЗ близнецов практически идентичны.

Таким образом, даже при простом визуальном анализе можно установить, что ЭЭГ МЗ близнецов более сходны, чем у ДЗ близнецов. Очевидно, что основной недостаток визуального анализа - субъективность и, как следствие, низкая надежность - может сказываться и на результатах генетического анализа. В последующие годы исследователи используют в своих работах более сложные математические способы обработки, позволяющие получить точные количественные описания ЭЭГ.

Электроэнцефалограмма покоя. Систематические генетические исследования ЭЭГ проводились Ф.Фогелем. Первое же исследование было проведено на большой выборке (100 пар МЗ и 98 пар ДЗ) близнецов не только в состоянии покоя, но и при различных функциональных нагрузках (гипервентиляция, гипоксия и сон). Фиксировался ряд показателей: доминирующая частота ЭЭГ, альфа-индекс, амплитуда альфа-ритма, процент совпадения альфа-волн по фазе, регулярность альфа-ритма. Анализ количественных параметров ЭЭГ показал, что МЗ близнецы практически идентичны по показателям альфа-индекса ЭЭГ (процент времени, в течение которого в ЭЭГ наблюдается выраженный альфа-ритм), амплитуды и частоты альфа-ритма. Различия между МЗ близнецами были не больше, чем у одного и того же человека при повторной регистрации ЭЭГ. Это дало Ф.Фогелю основание для вывода о наследственной обусловленности ЭЭГ. 

В работе М.Камитаке исследовалась наследственная обусловленность суммарной энергии разных диапазонов ЭЭГ. Параметры всех частотных диапазонов (от 1 до 60 Гц) ЭЭГ покоя оказались наследственно обусловленными, но в разной степени; максимальные значения коэффициентов наследуемости были получены для альфа-ритма. В исследовании Дж.Янга максимальное сходство МЗ наблюдалось по показателям бета-ритма (13,5-26 Гц) - только для этого диапазона разница в уровне внутрипарного сходства МЗ и ДЗ близнецов оказалась достоверной. Интересные результаты получил Д.Ликкен с соавторам. Спектры мощности ЭЭГ оказались чрезвычайно похожими у МЗ близнецов, в отличие от ДЗ, что свидетельствует о преобладающей роли наследственных факторов в их формировании. Внутрипарные корреляции МЗ близнецов оказались высокими для всех изучавшихся показателей ЭЭГ, приближаясь по своей величине к таковым для морфологических признаков - длины и массы тела. Внутриклассовые корреляции МЗ для различных частотных диапазонов колебались от 0,76 до 0,86 в группе МЗ близнецов, а в группе ДЗ - от -0,2 до 0,15. Эти корреляции значительно ниже, чем можно ожидать, исходя из предположения об аддитивности генетических влияний. Условия регистрации ЭЭГ в исследовании Д.Ликкена несколько отличались от обычных: ЭЭГ записывалась у испытуемых в состоянии гипноза. Повторный эксперимент, проведенный в 1982 г., дал те же результаты. Для спектральной плотности практически во всех диапазонах Rмз в несколько раз превышает Rдз, а Rдз во многих случаях близок к нулю. Данный факт свидетельствует о неаддитивном типе наследования спектральных плотностей ритмических составляющих ЭЭГ. Д.Ликкен называет такие признаки, по которым сходство МЗ значительно превышает сходство ДЗ, эмерджентными (emergenic traits). Наследственная передача таких признаков обеспечивается полигенными механизмами. Для проявления определенного признака необходимо определенное сочетание нескольких генов, передающихся от родителя к потомку случайным образом. Поскольку МЗ близнецы имеют идентичный набор генов, их сходство по эмерджентным признакам также достаточно велико. Для ДЗ близнецов и других близких родственников вероятность наличия одинакового набора генов убывает в геометрической прогрессии в соответствии с увеличением числа генов, определяющих данный конкретный признак.

Общий паттерн ЭЭГ обнаруживает генотипическую обусловленность не только в состоянии спокойного бодрствования. Есть данные, что и во сне, когда ЭЭГ существенно изменяется (по характеру этих изменений выделяется пять стадий сна), можно констатировать определенное влияние генотипа на общий рисунок ЭЭГ.