در سال‌های اخیر، حوزه علوم اعصاب بینش‌های شگفت‌انگیزی را در مورد چگونگی شکل‌دهی محیط‌های اولیه ما به ما کشف کرده است. یکی از پیشگامانه‌ترین زمینه‌های این تحقیق بر نقش اپی ژنتیک – تغییرات در بیان ژن که شامل تغییراتی در خود توالی DNA نیست – در رشد مغز متمرکز است.

یک مدل قانع‌کننده برای درک این فرآیندها از مطالعات مربوط به مراقبت از مادر در جوندگان ناشی می‌شود که پیامدهای عمیقی برای رشد انسان ارائه می‌دهد.

در وبلاگ امروز، من برخی از تحقیقات را در مورد اینکه چگونه محیط مراقبت از طریق مکانیسم‌های اپی ژنتیک بر تغییرات مغز تأثیر می‌گذارد و اینکه چرا این یافته‌ها برای درک مسیر رشد نوزادان انسانی حیاتی هستند، به اشتراک می‌گذارم.

محیط مراقبت و برنامه ریزی اپی ژنتیک

اپی ژنتیک مطالعه این است که چگونه عوامل محیطی می توانند منجر به تغییرات در فعالیت ژن بدون تغییر توالی DNA اساسی شوند. این تغییرات اغلب از طریق مکانیسم هایی مانند متیلاسیون DNA و اصلاح هیستون، که در نتیجه نحوه بیان ژن ها را تنظیم می کند، تسهیل می شود. نکته مهم این است که این تغییرات اپی ژنتیکی می توانند اثرات طولانی مدت داشته باشند و زمینه را برای پاسخ های رفتاری و فیزیولوژیکی در طول زندگی فراهم کنند.

مطالعات پیشگام توسط دکتر مایکل مینی و همکارانش در دانشگاه مک گیل (1) کاوش دقیقی در مورد اینکه چگونه مراقبت از مادر می تواند به تغییرات پایدار در عملکرد مغز از طریق تغییرات اپی ژنتیک منجر شود، ارائه کرد. محققان از مدل‌های جوندگان برای بررسی چگونگی تأثیر تغییرات در رفتار مادر، به‌ویژه سطح لیسیدن و نظافت (LG) ارائه شده توسط مادر، بر بیان ژن‌ها در فرزندان استفاده کردند. آنها دریافتند که نوزادانی که سطوح بالایی از LG دریافت کردند، بیان ژن گیرنده گلوکوکورتیکوئید (GR) را در هیپوکامپ، ناحیه ای از مغز که برای تنظیم پاسخ های استرس ضروری است، نشان دادند. این افزایش بیان ژن با کاهش متیلاسیون DNA در یک مکان خاص در پروموتر ژن GR انجام شد، که امکان اتصال بیشتر فاکتورهای رونویسی را فراهم می کند که بیان ژن را افزایش می دهد.

در مقابل، نوزادانی که سطوح پایین‌تری از مراقبت‌های مادری دریافت کردند، سطوح بالاتری از متیلاسیون DNA در این محل داشتند که منجر به کاهش بیان GR و در نتیجه افزایش پاسخ استرس در بزرگسالی شد. به طور قابل توجهی، هنگامی که نوزادان متولد شده از مادرانی با ال جی پایین به مادرانی با ال جی بالا پرورش داده شدند، ویژگی های اپی ژنتیکی و رفتاری فرزندان با ال جی بالا را به نمایش گذاشتند، و این ایده را بیشتر تقویت کرد که این محیط است که نقش مهمی در تفاوت ها ایفا می کند. بین گروه های توله سگ یافت می شود.

یافته ها در انسان

در حالی که مطالعات مینی و همکارانش بر روی جوندگان انجام شده است، پیامدهای آنها برای توسعه انسانی عمیق است و زمینه را برای محققان فراهم می کند تا با تحقیقات انسانی رو به جلو حرکت کنند.

مطالعه ای توسط لستر و همکاران. (2) منتشر شده در اطفال بررسی کرد که آیا مکانیسم های اپی ژنتیک مشابهی را می توان در نوزادان انسان مشاهده کرد، به ویژه در مورد تأثیر محیط مراقبت بر متیلاسیون DNA. این مطالعه بر نقش تغذیه با شیر مادر به عنوان نماینده ای برای مراقبت با کیفیت بالا از مادر و تأثیر آن بر برنامه ریزی اپی ژنتیکی ژن گیرنده گلوکوکورتیکوئید در نوزادان انسان متمرکز شده است.

این مطالعه شامل گروهی متشکل از 42 نوزاد ترم سالم بود که در پنج ماه اول زندگی یا از شیر مادر تغذیه می‌کردند یا نه. محققان دریافتند که نوزادانی که از شیر مادر تغذیه می‌کردند، متیلاسیون DNA در ناحیه پروموتر ژن گیرنده گلوکوکورتیکوئید کاهش یافته بود، مشابه آنچه در مدل‌های جوندگان مشاهده شد.

مطالعه دیگری توسط کرول و همکاران. (2) این درک را با بررسی اینکه چگونه مشارکت مادری بر پویایی اپی ژنتیکی ژن گیرنده اکسی توسین (OXTR) در نوزادان تأثیر می‌گذارد، گسترش داد. اکسی توسین یک هورمون حیاتی است که در پیوندهای اجتماعی و تنظیم عاطفی دخیل است و آن را به یک حوزه مطالعه حیاتی برای درک رفتار اجتماعی انسان تبدیل می کند. محققان 101 زوج مادر و نوزاد را از 5 تا 18 ماهگی دنبال کردند و درگیری مادر و تأثیر آن بر سطوح متیلاسیون ژن OXTR را ارزیابی کردند.

کرول و همکاران دریافتند که کیفیت درگیری مادر در 5 ماه تغییرات در متیلاسیون OXTR در طول زمان را پیش بینی می کند. به طور خاص، مشارکت بیشتر مادر با کاهش متیلاسیون OXTR در نوزادان تا 18 ماهگی همراه بود، که می‌تواند نشان دهنده تنظیم مثبت سیستم اکسی توسین باشد. این تنظیم مثبت ممکن است ظرفیت نوزاد را برای تعامل اجتماعی و تنظیم عاطفی افزایش دهد و نقش مهم رفتارهای اولیه مادر را در شکل‌دهی به رشد اجتماعی و عاطفی از طریق مکانیسم‌های اپی ژنتیک برجسته کند.

تحقیقات در مورد مراقبت از مادر و اپی ژنتیک شواهد قانع‌کننده‌ای ارائه می‌دهد که محیط‌هایی که ما برای فرزندانمان در اولین سال‌های زندگی‌شان ایجاد می‌کنیم می‌تواند تأثیرات ماندگاری بر رشد مغز و رفاه کلی آنها داشته باشد. با درک مکانیسم هایی که مراقبت از طریق آنها بیان ژن را تحت تأثیر قرار می دهد، می توانیم تأثیر عمیقی را که تجربیات اولیه بر شکل دادن به شخصیت ما می گذارد، بهتر درک کنیم.

برای نوزادان انسان، این بدان معناست که مراقبتی که در ماه‌ها و سال‌های اول زندگی‌شان دریافت می‌کنند، فقط برای رفع نیازهای فوری نیست. این در مورد ایجاد پایه ای برای یک عمر سلامت عاطفی و روانی است. همانطور که دانشمندان همچنان کشف می کنند که چگونه اپی ژنتیک شکاف بین محیط و زیست شناسی را پر می کند، اهمیت ایجاد محیط های پرورشی و حمایتی برای همه کودکان بیش از پیش آشکار می شود.

در مجموع، محیط مراقبتی یک عامل تعیین کننده قوی برای رشد مغز است، با پتانسیل تأثیرگذاری بر روند زندگی افراد از طریق مکانیسم های برنامه ریزی اپی ژنتیک. شناخت و عمل به این دانش برای پرورش نسل های سالم تر و انعطاف پذیرتر در آینده بسیار مهم است.