Почему люди разные. Научный взгляд на человеческую индивидуальность

Глава
2
У вас достаточно опыта?

Проблема, я убежден, возникает благодаря тому, с какой легкостью это выражение срывается с языка: Nature versus Nurture. Природа против воспитания. Эту фразу можно произнести с таким же пафосом, ритмом и под барабанную дробь, как знаменитую “Если перчатка не налезает, суд оправдает”^[39]. Ее придумал не британский энциклопедист Фрэнсис Гальтон^[40], но он сделал ее популярной, и начиная с 1869 года она сбивает нас с толку. Прежде всего, почему “природа” означает “наследственность”? Слово “природа” обычно означает весь окружающий мир, например “чудеса природы”, или нравственную суть вещей, как в выражении “лучшее в нашей природе”. Но это слово никогда не означало “наследственность”, кроме как в этой конкретной фразе.

И почему “против”? Глупо думать, что природа должна быть против воспитания, когда речь идет о человеческих свойствах. Мы знаем (хотя Гальтон и его современники этого не знали), что некоторые признаки (такие как тип ушной серы) полностью наследственные, другие (например, особенности произношения) полностью ненаследственные, но большинство характеристик находятся где-то посередине. Что еще важнее, мы знаем, что природа и воспитание сложно взаимодействуют, определяя те или иные признаки: чтобы получить симптомы фенилкетонурии, нужно не только унаследовать две сломанные копии соответствующего гена, но и есть пищу, богатую фенилаланином. Точно так же невозможно раскрыть полностью свой генетически определенный потенциал роста, если человек плохо питается или хронически инфицирован. Если вы родились с талантом спортсмена, то с большей вероятностью будете искать возможность заниматься спортом и улучшите свои навыки тренировками. Противопоставление “природы” и “воспитания” просто неверно.

Но больше всего у меня свербит от ужасного слова “воспитание”. Оно описывает, как вас растили родители – заботились и защищали в детстве (или не сумели этого сделать). Но, конечно, это лишь малая часть ненаследственного происхождения признаков. Как мы узнаем в этой главе, более корректный термин – “опыт”, который я использую в самом широком смысле. Не только социальный опыт, не только события, отложившиеся в памяти, а каждый фактор, повлиявший на вас, от момента оплодотворения яйцеклетки и до последнего вздоха. Этот опыт начинается еще до того, как эмбрион прикрепляется к матке, и включает в себя все – от того, чем питалась мать, когда носила вас в утробе, до притока гормонов стресса, которые выработались у вас в первый день на первой настоящей работе.

Есть еще один важный фактор, не являющийся ни наследственным, ни приобретенным опытом. Это случайная природа развития, в особенности касающаяся сборки мозга и его 500 трлн связей. Случайность развития – важный фактор проявления признаков, которые мы измеряем в близнецовых исследованиях, в части индивидуальной среды. Сборкой мозга в целом руководит геном, но этот процесс не однозначно определен на мельчайших уровнях анатомии и функций клеток. Геном – не детальный поклеточный чертеж для развития организма и мозга, а, скорее, примерный рецепт, записанный на обороте счета за электричество. Геном не говорит: “Эй, ты, нейрон № 2 345 763 с глутаматным рецептором! Отрасти аксон назад на 123 микрона, а потом резко сверни налево, в другое полушарие мозга”. Указания, скорее, напоминают что-то вроде: “Эй, вы, кучка нейронов с глутаматными рецепторами! Отрастите свои аксоны немного назад, а потом примерно половина из вас пусть сделает резкий поворот налево, к другому полушарию мозга. А остальные аксоны повернут направо”. Генетические инструкции для развития неконкретны. По мере развития однояйцевых близнецов у одного из них сделают левый поворот 40 % аксонов, а у другого – 60 %. Пример касается мозга, но тот же принцип относится ко всем органам. Именно по этой причине однояйцевые близнецы с одинаковой ДНК и почти идентичной средой в утробе рождаются с не совсем одинаковыми телами, отличаются мозгом и темпераментом. Это значит, что индивидуальность – не просто итог борьбы “природы” и “воспитания”, а скорее результат наследственности, взаимодействующей с опытом и прошедшей через фильтр случайности развития. Не так красиво звучит, зато правда. Теперь мы получили общее представление о молекулярных механизмах, с помощью которых взаимодействуют наследственность, опыт и случайность развития, делая нас уникальными. Позвольте мне о них рассказать.

■ ■ ■

Почти каждая клетка вашего тела содержит полный геном – все 19 000 генов плюс длинные участки ДНК между ними^[41]. Но в каждой клетке лишь некоторое число этих генов активируется, чтобы запустить создание белка – процесс, называемый экспрессией гена. И если задуматься, это вполне объяснимо. Вы же не хотите, чтобы в клетках, формирующих волосяные луковицы у вас на голове, вдруг включились гены, производящие инсулин, а клетки поджелудочной железы отрастили волосы. В большинстве клеток нервной системы – нейронах, работающих с помощью электрических импульсов, – происходит экспрессия около 13 000 генов. Из них около 7000 выполняют общие клеточные функции, их экспрессия происходит и в большинстве других клеток организма. Экспрессия примерно 400 генов проходит в нейронах гораздо активнее, чем в других клетках. При этом некоторые специализированные гены активируются в разных тканях. Например, и нейроны, и клетки сердечной мышцы электрически активны, так что в них происходит экспрессия определенных генов, которые необходимы, чтобы генерировать электрическую активность.

Нетрудно подсчитать, что около 6000 генов в нейронах никогда не экспрессируются^[42]. Есть несколько способов отключить гены, чтобы они не могли заниматься синтезом белков. При самом долговременном по всей длине гена в цепочке ДНК прикрепляются компактные химические соединения – метильные группы (– CH₃)^[43]. Они блокируют возможность считывать информацию с гена. Гены, экспрессия которых никогда не происходит в клетке того или иного типа, выключаются именно таким механизмом – метилированием ДНК.

В дополнение к генам, всегда молчащим в клетках определенного типа, есть и другие, которые могут быть как отключены, так и включены в нужное время. Например, в детстве включаются гены, связанные с ростом, – в мышцах, костях и хрящах, но они отключаются, как только ребенок перестает расти. Другие гены включаются и отключаются на более коротких временны́х промежутках. Многие гены в нейронах и других тканях включаются каждую ночь и отключаются днем (или наоборот), а еще больше генов активируются на несколько минут в ответ на ту или иную электрическую активность в нервной системе или повышение уровня гормонов.

Кратковременные циклы экспрессии генов контролируются разными механизмами. Один включает модификацию белков, называемых гистонами, вокруг которых закручиваются нити ДНК. Присоединение к гистону различных химических соединений позволяет ДНК развернуться, а это первый необходимый шаг для экспрессии гена. Другие химические группы могут предотвратить разворачивание ДНК и таким образом блокируют экспрессию гена. Еще один регулирующий механизм связан с белками под названием “факторы транскрипции”, которые связываются с участком ДНК рядом с началом гена и таким образом включают экспрессию гена. Во многих случаях для запуска процесса экспрессии и создания белка генам требуются несколько факторов транскрипции, работающих совместно^[44]. Регуляция экспрессии генов с помощью факторов транскрипции или благодаря присоединению различных химических групп к ДНК или гистонам называется эпигенетикой. Самое главное здесь, что ни один из этих механизмов не может изменить основополагающую последовательность A, C, T и G. Вот почему это называется эпигенетикой, а не генетикой.

Экспрессия генов регулируется очень тонко. Гены можно включить и выключить в разных типах клеток, в разное время, в ответ на самые разные формы опыта, от гормональных флуктуаций при инфекции до электрической активности от органов чувств. Регуляция экспрессии генов – критическая точка, в которой гены взаимодействуют с опытом и формируют индивидуальность человека^[45].

■ ■ ■

В декабре 1941 года японская императорская армия вторглась в тропики и быстро подавила сопротивление в колониальных анклавах Британской империи – Малайе и Бирме, в голландской Индонезии, французском Индокитае и американских Филиппинах, а также в королевстве Таиланд. Те дни были триумфом японских военных, победивших в том числе и прославленную британскую армию. Японцы быстро продвигались вперед, и к марту 1942 года уже подошли к границам Индии. Однако война в тропиках давалась им нелегко. У японских солдат обнаружилась одна серьезная проблема: многие из них были подвержены тепловым ударам и выбывали из строя. Когда военные врачи начали исследовать проблему, они выяснили, что солдаты с Хоккайдо, более холодного северного острова Японии, сильнее подвержены тепловым ударам, чем их товарищи с субтропического южного острова Кюсю. Причина состояла в том, что солдаты с севера меньше потели, меньше охлаждали организм путем испарения, и в жарком климате у них слишком сильно поднималась температура тела. Биопсия кожи солдат с севера и юга показала, что количество потовых желез у них одинаковое. Это эккриновые потовые железы, покрывающие бо́льшую часть тела, которые вырабатывают соленую воду, а не апокриновые потовые железы подмышек и паха, вырабатывающие маслянистый, содержащий белки пот, о которых мы ранее говорили в связи с геном сухой ушной серы ABCC11. При более детальном изучении доктора обнаружили, что у солдат-южан больше эккриновых потовых желез, к которым подходят нервные окончания, несущие активирующие потоотделение электрические сигналы от секции мозга, отвечающей за температурную регуляцию. Эти потовые железы очень важны для того, чтобы тело не перегревалось в жаркий день.

Классическое генетическое объяснение этого явления заключается в том, что за многие поколения у жителей Кюсю и Хоккайдо накопились генетические различия. Благодаря различиям в генах потовые железы лучше связаны с нервами и лучше приспособлены к жаркому климату, и родители на Кюсю передают эти гены своему потомству. Если это так, можно предположить, что дети, родившиеся на Хоккайдо в семьях выходцев с Кюсю, унаследуют типичные для Кюсю вариации генов и получат больше связанных с нервами потовых желез. И наоборот, родившиеся на Кюсю дети семей с Хоккайдо получат меньше таких потовых желез.

Как выяснилось, это объяснение совершенно неверно. Напротив, количество потовых желез с нервными окончаниями определяется температурой окружающей среды в первый год жизни и остается таким до конца жизни. Если вы родились в холодном месте и позже переедете в жаркое, вам не повезло, ведь у вас так и останется приспособленная для жизни в холоде, меньше потеющая кожа. Но если вы останетесь в тропиках и заведете там детей, они будут обладать улучшенной температурной регуляцией и более активными потовыми железами^[46].

Потенциальное несоответствие между адаптацией к окружающей среде в раннем детстве и последующим опытом жизни в другой среде выглядит проблемой для людей, которые переезжают с одного места на другое, но в целом это преимущество. Генетические изменения в соответствии с условиями окружающей среды часто проходят медленно, за несколько поколений. Но адаптации на раннем этапе жизни могут появиться за одно поколение. Вы и ваш партнер, как люди с севера, можете быть подвержены тепловым ударам, если переедете в тропики, но ваш ребенок, носитель северных генов, будет потеть интенсивнее и лучше переносить жару. Возможно, именно такая пластичность развития за счет опыта позволила людям быстро мигрировать на большие расстояния. Например, после того как первые люди перешли по сухопутному мосту из Сибири на Аляску, они меньше чем за тысячу лет расселились по всему пути до конца Южной Америки, во всех климатических зонах.

История о потеющих японских солдатах показывает, какое влияние имеет опыт первого года жизни, не связанный с социальным окружением. Вообще-то, такой опыт начинается еще в утробе и у других животных может быть определяющим. Пол некоторых пресмыкающихся и земноводных, например, определяется температурой окружающей среды. У самцов и самок идентичные хромосомы, но способ экспрессии генов, определяющий пол, задается температурой, в которой находятся яйца на втором триместре развития, когда дифференцируются гонады^[47]. Когда миссисипский аллигатор откладывает яйца, эмбрионы, развивающиеся при среднем диапазоне температур (32–34 ℃) станут самцами, а развивающиеся при температурах выше или ниже этого диапазона станут самками. Неясно, выбирает ли самка аллигатора место для откладывания яиц таким образом, чтобы определить пол будущего потомства, и способна ли она изменить выбор, чтобы все потомство не стало самками в результате изменения климата.

Аналогичный процесс, когда внешнее физическое окружение влияет на характеристики развивающихся животных, можно обнаружить и у млекопитающих. Это может показаться оправданием астрологии, но существуют свидетельства того, что на развитие некоторых млекопитающих может повлиять месяц рождения. Например, у рожденных осенью американских луговых полевок мех гуще, чем у рожденных весной, даже у потомства одних и тех же родителей. На этот признак не влияет температура окружающей среды: осенью и весной она одинаковая. Густота шерсти определяется изменением длины дня во время беременности матери. Когда луговых полевок выращивают в лаборатории, длину дня можно регулировать с помощью искусственного освещения. Матери, чья беременность (длящаяся двадцать один день) проходила в удлиняющиеся дни, имитировавшие весну, рожали потомство с более тонкой шерстью. Те же матери, скрещенные с теми же самцами и выносившие потомство под искусственно убывающим светом, имитирующим осень, рожали потомство с более густой шерстью^[48].

Некоторые эпигенетические исследования содержат соблазнительные намеки на то, что месяц рождения влияет и на людей. Николас Татонетти и его коллеги из Колумбийского университета проанализировали огромный массив данных – медицинские записи более 1,7 млн человек, прошедших лечение в медицинском центре Колумбийского университета и родившихся между 1900 и 2000 годами. Ученые искали статистически значимые связи между месяцем рождения пациента и 1688 различными заболеваниями широкого спектра, от инфекций среднего уха до шизофрении. Из этих 1688 заболеваний месяц рождения значимо влияет лишь на 55, включая острый бронхит, который чаще встречается у родившихся осенью, и стенокардию (боль в груди), чаще встречающуюся у родившихся ранней весной (рис. 3)^[49].

Примечательны методы этого исследования. Во-первых, ученые не выбирали, какие заболевания рассматривать (что могло бы привести к предвзятости – склонности отмечать положительную корреляцию и игнорировать ее отсутствие). Во-вторых, выборка пациентов в базе данных была весьма разнообразной в отношении происхождения и социального класса, так что статистика относилась не только к состоятельным белым, которые, как исторически сложилось, обычно превалировали в такого рода биометрических исследованиях. Однако есть и существенные ограничения. Самое очевидное в том, что все пациенты жили в Нью-Йорке и окрестностях, с присущими этой местности временами года, питанием, погодой, загрязнениями и т. д.

Что еще важнее, месяц рождения может влиять как на пренатальное развитие, так и постнатальное. Например, матери детей, родившихся в конце весны, находились на последних стадиях беременности зимой и весной, когда получали меньше всего витамина D, вырабатываемого солнечным светом. Низкое содержание витамина D у матери считается фактором риска для определенных аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит и системная красная волчанка^[50]. Дети, рожденные летом и осенью, появляются на свет в разгар сезона пылевых клещей, именно это, как предполагается, стоит за их более высокой заболеваемостью астмой и ринитом во взрослом возрасте.

И разумеется, частота некоторых инфекционных болезней, таких как грипп, зависит от времени года.

Вдобавок к физическим эффектам, месяц рождения имеет также и социальные последствия, поскольку от него зависит возраст поступления в школу. Если в школу принимают детей, родившихся до 1 октября, то дети, родившиеся в октябре и ноябре, будут самыми старшими в классе, а родившиеся в августе и сентябре – самыми младшими. Дети постарше в школе имеют преимущество в занятиях спортом. Это также может повлиять на состояние здоровья, поскольку занимающиеся спортом школьники обычно получают больше травм. Дети, которые младше одноклассников, чаще подвергаются травле в школе, и это в дальнейшем влияет на их неврологическое развитие.

Для изучения возможного влияния возраста относительно сверстников Татонетти вместе с международной командой ученых собрал медицинские данные 10,5 млн пациентов в шести локациях и трех странах (Тайване, Южной Корее и США), находящихся на разной широте (а значит, имеющих разные времена года), с разной погодой, традициями и датой поступления в школу. Ученые вычислили заболеваемость по 133 болезням, выбранным таким образом, чтобы в каждой из шести локаций была как минимум 1000 пациентов с этой болезнью. Как выяснилось, из 133 болезней лишь одна имела позитивную корреляцию с относительным возрастом сверстников – синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). У детей, которые младше одноклассников в школе, риск заболеваемости возрастает на 18 %^[51]. Почему? Мы не знаем. Возможно, травля – это фактор риска для СДВГ. А может, причина другая, социальная или биологическая. Такая неопределенность показывает неотъемлемые ограничения: как бы тщательно ни планировались эпидемиологические исследования, они не могут выявить причину, они лишь показывают нам интересные и полезные направления исследований. Чтобы двигаться дальше, нужно проводить эксперименты.

■ ■ ■

Пандемия гриппа в 1918 году была самым смертоносным массовым инфекционным заболеванием в современной истории. Штамм гриппа H1N1 сначала появился у птиц, затем перешел к свиньям, а потом к человеку. Первые случаи были отмечены весной 1918 года в Форт-Райли, большой военной базе в Канзасе. Вирус распространился по США на восток, сея смерть и панику, после чего перекинулся через Атлантику в Европу, а затем и в Азию, в последние месяцы Первой мировой войны. В воюющих странах с обеих сторон фронта была введена строгая цензура печати, поэтому сообщения о пандемии особо не распространялись. В нейтральной Испании таких ограничений не было, и местные газеты писали о ней. Вот почему штамм 1918 года получил название “испанка”, хотя, вероятно, появился в Северной Америке^[52].

Пандемия 1918 года была необычной: смертность была очень высокой, часто из-за вторичной бактериальной инфекции вроде пневмонии, и этот грипп был почти фатальным для людей в расцвете лет (люди старше 40, вероятно, получили некоторый иммунитет, переболев более мягким родственным штаммом, появившимся в 1889 году). Заразилась примерно треть населения всего мира, и более 50 млн человек умерли, включая 675 000 в США. Для сравнения: от гриппа погибло больше американских солдат, чем в сражениях Первой мировой войны. В 1918 году грипп за 24 недели убил в США больше людей, чем ВИЧ за свои первые 24 года^[53].

В разгар пандемии гриппа в 1918 году многие женщины были беременны, и около трети из них заразились, но выжили и в 1919 году родили детей. Эхо пандемии можно было увидеть и на их детях. Калеб Финч из Университета Южной Калифорнии изучил медицинские записи солдат, попавших в армию в 1941 и 1942 годах, во время Второй мировой войны. В том числе 2,7 млн человек, родившихся между 1915 и 1922 годами. Ученые обнаружили, что люди, чьи матери носили их во время пандемии гриппа 1918 года, в среднем на миллиметр ниже товарищей, родившихся чуть раньше начала эпидемии или зачатых чуть позже ее конца^[54]. Миллиметр роста кажется мелочью, но на такой массивной выборке статистически значим.

Рост – всего лишь верхушка айсберга. Дети, родившиеся в 1919 году, чаще страдали сердечно-сосудистыми заболеваниями (примерно на 20 %), чуть хуже выполняли стандартные когнитивные тесты и даже меньше зарабатывали. Пожалуй, самое поразительное, что заболеваемость шизофренией в этой выборке возросла с 1 до 4 %. Последующие исследования других популяций детей, чьи матери перенесли инфекционные заболевания во время беременности, подтвердили похожий рост заболеваемости шизофренией^[55] и расширили результаты, выявив также более высокий процент расстройств аутистического спектра^[56].

Есть как минимум два потенциальных объяснения этих данных. Одна гипотеза заключается в том, что варианты генов, позволяющие матери (или эмбриону) пережить инфекцию гриппа, имеют побочные эффекты, включая уменьшение роста и бо́льшую предрасположенность к сердечным заболеваниям, шизофрении и аутизму. Другая гипотеза состоит в том, что, как мы знаем, вирусная инфекция активирует иммунную систему, и борющиеся с вирусом клетки иммунной системы в крови матери или химические сигналы, которые они посылают, пересекают плацентарный барьер, попадают в пуповину и влияют на развитие мозга и других органов плода.

■ ■ ■

Глория Чой из MIT и Цзюнь Ху из Гарвардской медицинской школы – блестящая пара молодых талантливых ученых. Он – иммунолог, она – нейробиолог. По вечерам, уложив детей в постель и помыв посуду после ужина, они иногда разговаривают о работе. Чой и Ху читали в научной литературе, что аутизм чаще возникает у тех детей, чьи матери перенесли во время беременности вирусную инфекцию. А также они читали отчет из лаборатории Пола Паттерсона в Калифорнийском технологическом институте, показывающий, что материнская инфекция у мышей тоже способна приводить к похожему на аутизм поведению, но этот процесс можно заблокировать, вмешавшись в деятельность сигнальной молекулы материнской иммунной системы, которая называется IL-6^[57]. Хорошо известно, что IL-6 запускает создание еще одной сигнальной молекулы иммунной системы, IL-17a, которая может передаваться от матери развивающемуся плоду.

Итак, Чой и Ху решили провести эксперимент по манипуляции уровня IL-17a у мышей. Таким образом они рассчитывали узнать, как материнская инфекция влияет на мозг развивающегося плода, в дальнейшем вызывая аутизм. Для имитации вирусной инфекции они воспользовались известным методом. Примерно на половине срока беременности мыши – в то время, когда у эмбриона формируется неокортекс головного мозга, – они вводили ей синтетическую двухцепочечную РНК. Затем дожидались, пока родившиеся мышата повзрослеют, и изучали их. Они сделали два удивительных открытия. Во-первых, от материнской инфекции страдают самые верхние слои неокортекса. Обычно неокортекс выглядит как пирог из шести слоев различной толщины. Но в различных местах мозга плода эти нормальные слои были нарушены торчащими наружу пучками нейронов. Когда эмбрион такой матери становится взрослым, у него возникают различные нарушения коры головного мозга, изменяющие местную электрическую активность и сосредоточенные в области S1DZ. Во-вторых, мыши демонстрировали симптомы аутистического спектра, включая затруднения в социальном взаимодействии и компульсивное поведение (в случае мышей это закапывание камушков). Важно, что, если мать заражается несколькими днями позже, к тому времени, когда слоистая структура неокортекса уже сформирована, ни нарушения мозговой структуры, ни поведенческие особенности аутистического спектра не возникают.

Следующий шаг в этом исследовании – понять, какие клеточные и молекулярные процессы связывают материнскую инфекцию с изменениями в развитии мозга. Заранее прошу прощения за то, что засыплю вас названиями молекул. Необязательно их запоминать. Важно, что это детальная, уникальная и проверяемая гипотеза о том, как материнская инфекция запускает аутизм, а не просто расплывчатые умозрительные рассуждения.

Двухцепочечная РНК, введенная матери, не может пройти через плацентарный барьер и оказаться в эмбрионе мыши, но заставляет клетки иммунной системы матери, так называемые дендритные клетки, вырабатывать сигнальные молекулы, воспалительные цитокины (рис. 4). Эти молекулы (с кошмарными названиями IL-6, IL-1-бета и IL-23) стимулируют еще один тип иммунных клеток (Т-хелпер 17), и те вырабатывают IL-17a – цитокин, содержание которого, как ранее обнаружили, повышено в крови детей-аутистов. IL-17a, производящийся в материнском организме, пересекает плацентарный барьер, попадает в пуповину и связывает рецепторы IL-17a в развивающихся нейронах неокортекса эмбриона. Когда в процесс выработки или в процесс выполнения сигнальных функций IL-17a материнского организма вмешивались путем молекулярных или генетических манипуляций, материнская инфекция уже не влияла на новую кору головного мозга и не приводила к аутизму мышат. И вишенка на торте: когда IL-17a напрямую вводили в мозг эмбриона, это также приводило к нарушениям неокортекса и аутистическому поведению^[58].

Предположительно, когда материнская IL-17a связывает рецепторы в развивающихся мозговых клетках эмбриона, это вызывает изменения в экспрессии генов в этих клетках, и такие изменения ведут к возникновению поврежденных участков коры и аутизму. Эти результаты согласуются с данными о том, что при аутопсии взрослых людей, аутистов, иногда в неокортексе обнаруживаются похожие дефекты, а содержание IL-17a в крови у некоторых детей-аутистов выше^[59].

Это потрясающие результаты. Они описывают молекулярные механизмы, которые могут объяснить хорошо установленную связь между материнским инфекционным заболеванием и увеличением заболеваемости аутизмом. А еще это путь к вероятной терапии: возможно, как-то повлияв на IL-17a или на изменения, которые она провоцирует в мозге эмбриона, можно предотвратить аутизм вследствие инфекционного заболевания матери. Но любопытно, что Чой и Ху не смогли повторить результаты эксперимента, проведя его на генетически идентичных мышах от другого заводчика. У мышей из Jackson Laboratory материнское инфекционное заболевание не повышало уровень IL-17a и не возникали изменения коры головного мозга и аутистическое поведение взрослых мышей. Тогда ученые заметили, что в кишечнике мышей из первого эксперимента, из компании Taconic Biosciences, живут безвредные бактерии (сегментированные филаментные бактерии, СФБ), в то время как у мышей из Jackson Laboratory их нет. И конечно же, стоило дать мышам из Taconic антибиотики, чтобы уничтожить бактерии, как материнская инфекция перестала вызывать аутизм, а когда в кишечник мышей от Jackson Laboratory поселили бактерии, эффект восстановился^[60].

Оказалось, что сегментированные нитчатые бактерии позволяют клеткам Т-хелперам 17 дифференцироваться, и, таким образом, они начинают вырабатывать IL-17a, хотя механизм этого процесса еще до сих пор не изучен. Чтобы увеличилась секреция IL-17a, приводящая к мозговым нарушениям эмбриона, должно совпасть несколько факторов: самка мыши должна быть беременна, иметь в кишечнике нужные бактерии и должна быть заражена вирусом. Чтобы у мышат появился аутизм, все это должно случиться во время развития неокортекса эмбриона, примерно на 20-й день беременности мыши. Если это произойдет чуть раньше или чуть позже, то увеличение уровня IL-17a в результате инфекции не будет иметь последствий^[61].

Конечно, нужно кое-что пояснить. Повреждения коры головного мозга, которые Ху и Чой обнаружили у эмбрионов мышей, не в точности такие же, как у людей-аутистов. И не любая аутопсия людей-аутистов показывает такие нарушения. Матери многих людей, страдающих расстройствами аутистического спектра, не перенесли вирусных инфекций во время беременности, так что IL-17a не полностью описывает происхождение аутизма. Напротив, многие женщины переносят грипп, а их дети не страдают ни аутизмом, ни шизофренией. Тем не менее эти результаты наводят на мысли об индивидуальности вот в каком ключе: и перенесенная матерью во время беременности инфекция, и микрофлора ее кишечника (и то, как эти факторы взаимодействуют) могут повлиять на наше нейрофизиологическое развитие.

■ ■ ■

Легко вообразить, что социальный опыт влияет на развитие личности каким-то иным образом, нежели физический опыт, о котором мы говорили, такой как материнская вирусная инфекция. Когда мы говорим о раннем социальном опыте, то используем слова вроде “привязанность”, “связь”, “эмоциональное тепло” и “пренебрежение”, они сильно отличаются от биологических терминов вроде IL-17a и дендритных клеток. Нужно ясно усвоить: эти поведенческие термины важны и полезны, но совершенно не предполагают, что социальный опыт влияет на нас каким-то особенным путем, к которому неприменима биология. Влияние на взрослого человека его социального опыта, такого как родительское пренебрежение, травля или воспитание, происходит путем биологических изменений мозга. И когда впоследствии сеансы психотерапии снимают негативные поведенческие эффекты, это тоже происходит с помощью изменений в мозге.

Вот пример. Мы знаем, что дети, не получающие в первые два года жизни достаточной любви и заботы, в дальнейшем часто имеют широкий спектр нейропсихологических проблем, таких как тревожность, депрессия и умственная отсталость. У них также выше частота соматических (не нейропсихологических) заболеваний, включая желудочно-кишечные и заболевания иммунной системы. Не так давно несколько исследований показали, что многие формы неблагоприятной социальной обстановки в раннем детстве, от отсутствия родительской любви и внимания до жесткой, непоследовательной дисциплины, вызывает несоразмерные реакции на стресс во время всей взрослой жизни и могут вносить свой вклад в нейропсихологические и соматические заболевания. Как минимум часть повышенного уровня стресса происходит в результате метилирования тех участков ДНК, которые подавляют экспрессию гена глюкокортикоидного рецептора в определенных зонах мозга^[62]. С помощью гормональной обратной связи этот процесс увеличивает секрецию ключевого гормона стресса, кортиколиберина, нейронами гипоталамуса, и в результате возникают различные биологические последствия. Хотя метилирование гена глюкокортикоидного рецептора – лишь часть истории о том, как неблагоприятные социальные условия в раннем детстве влияют на индивидуальные характеристики взрослых, это важный пример. Он показывает, что можно объяснить эффекты раннего социального опыта в терминах известных молекулярных и клеточных сигналов.