پرسش «آیا هوش ارثی است؟» سال‌هاست ذهن دانشمندان و روان‌شناسان را درگیر کرده است. مطالعات اخیر نشان می‌دهند که ساختار مغزی مرتبط با انعطاف‌پذیری شناختی و پردازش اطلاعات، تا حد زیادی تحت تأثیر عوامل ژنتیکی قرار دارد. بررسی دوقلوهای همسان و ناهمسان نشان داده که شباهت‌های ژنتیکی نقش قابل توجهی در عملکرد شناختی دارند. با این حال، عوامل محیطی مانند تغذیه، آموزش، تعاملات اجتماعی و سبک زندگی نیز در رشد و شکوفایی هوش نقش مهمی ایفا می‌کنند. در این مقاله، به بررسی علمی رابطه بین ژنتیک و هوش می‌پردازیم و تأثیر محیط را نیز نادیده نمی‌گیریم.
مطالعه‌ای جدید شواهد قوی ارائه می‌کند مبنی بر اینکه بحرانی بودن مغز(brain criticality) یعنی تعادل ظریف بین تحریک و مهار عصبی، به شدت تحت تأثیر عوامل ژنتیکی است و ارتباط نزدیکی با توانایی‌های شناختی دارد.
به نقل از اس‌تی‌دی، این مطالعه به سرپرستی پروفسور «نینگ لیو»(Ning Liu) و پروفسور «شان یو»(Shan Yu) از «مؤسسه زیست‌فیزیکی آکادمی علوم چین»(CAS) از داده‌های «تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی حالت استراحت»(rs-fMRI) در پروژه جدید خود استفاده کردند. این مجموعه داده شامل اسکن‌هایی از ۲۵۰ دوقلوی همسان، ۱۴۲ دوقلوی ناهمسان و ۴۳۷ فرد بدون رابطه خانوادگی بود که به دانشمندان اجازه می‌داد تا به طور موثر سهم ژنتیکی در بحرانی بودن مغزی را ارزیابی کنند.
«تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی حالت استراحت» روشی از تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی است که برای اندازه‌گیری، آن دسته از فعل و انفعالات نواحی مغز که در حالت استراحت اتفاق می‌افتند، به‌کار می‌رود.
یافته‌ها نشان داد که عوامل ژنتیکی نقش مهمی در شکل‌دهی بحرانی بودن در مغز دارند و نفوذ ژنتیکی بارزتری در قشر حسی اولیه نسبت به نواحی ارتباطی مرتبه بالاتر شناسایی شده است. این نشان می‌دهد که توانایی مغز در حفظ پویایی نزدیک به بحرانی که قبلاً با پردازش کارآمد اطلاعات و سازگاری شناختی مرتبط بود، تا حد زیادی ارثی است.
دانشمندان برای بررسی بیشتر زیست‌شناسی زیربنایی این پدیده، داده‌های «rs-fMRI» را با «نقشه‌های بیان ژن»(gene expression maps) از «اطلس مغز انسان»(Allen Human Brain Atlas) ترکیب کردند. این تجزیه و تحلیل الگوهای بیان ژنتیکی خاصی را شناسایی کرد که با بحرانی بودن مغزی منطقه‌ای مرتبط هستند و در فرآیندهای زیست‌شناسی مرتبط با اختلالات عصبی نقش دارند.
این مطالعه همچنین نشان داد که بحرانی بودن مغزی و عملکرد شناختی دارای یک پایه ژنتیکی مشترک هستند و بینش ارزشمندی در مورد چگونگی حمایت صفات ارثی از عملکرد شناختی بالاتر ارائه می‌دهند.
پروفسور «لیو» گفت: حفظ بحرانی بودن برای عملکرد مغز ضروری است. کشف مبنای ژنتیکی آن، مسیرهای جدیدی را برای درک شناخت و بیماری‌های عصبی باز می‌کند.
این کار پایه‌ای برای مطالعات آینده در مورد مکانیسم‌های مولکولی پویایی بحرانی مغز و پیامدهای آن برای سلامت مغز است.
این مطالعه در مجله PNAS منتشر شده است.