ΘΑ ΜΠΟΡΟΎΣΕ Η ΦΥΣΙΚΉ ΣΑΣ ΙΚΑΝΌΤΗΤΑ ΝΑ ΕΝΙΣΧΎΣΕΙ ΤΗ ΔΎΝΑΜΗ ΤΟΥ ΕΓΚΕΦΆΛΟΥ ΤΩΝ ΠΑΙΔΙΏΝ ΣΑΣ;

Οι πατέρες μπορεί να είναι σε θέση να μεταδώσουν την βελτιωμένη μαθησιακή ικανότητα που προέρχεται από την σωματική και διανοητική δραστηριότητα μέσω μοριακών αλλαγών στο σπέρμα τους, σύμφωνα με νέα έρευνα από τη Γερμανία.

Η φυσική κατάσταση των πατέρων μπορεί να ωφελήσει την εγκεφαλική δύναμη των παιδιών τους.

Σε μια δημοσίευση που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Αναφορές κυττάρων, ερευνητές από το Γερμανικό Κέντρο Νευροεκφυλιστικών Νόσων (DZNE) και το Πανεπιστημιακό Ιατρικό Κέντρο Göttingen, επίσης στη Γερμανία, εξηγούν πώς κατέληξαν σε αυτό το συμπέρασμα αφού μελετήθηκαν ποντίκια.

Διαπίστωσαν ότι η έκθεση σε ένα διεγερτικό περιβάλλον με πολλή άσκηση όχι μόνο αύξησε τη μαθησιακή ικανότητα σε ενήλικα αρσενικά ποντίκια, αλλά επίσης ότι αυτό το όφελος κληρονόμησε από τους απογόνους τους.

Περαιτέρω δοκιμές αποκάλυψαν ότι η επίδραση μεταδόθηκε μέσω αλλαγών στα μόρια RNA στο σπέρμα των πατέρων.

Οι ερευνητές εντόπισαν δύο ειδικά μόρια microRNA - που ονομάζονται miRNA212 και miRNA132 - ως πρωταρχικά υπεύθυνα. Τα MicroRNAs είναι μια ομάδα μορίων που ελέγχουν τη γονιδιακή δραστηριότητα χωρίς να αλλάζουν το υποκείμενο DNA.

Η νέα μελέτη παρέχει περαιτέρω αποδείξεις για μια «επιγενετική» διαδικασία κληρονομιάς στην οποία οι δεξιότητες μπορούν να μεταδοθούν στην επόμενη γενιά χωρίς να εμπλέκονται DNA.

Επιγενετική κληρονομιά

Στην εργασία τους, ο ανώτερος συγγραφέας μελέτης André Fischer, καθηγητής στο Τμήμα Ψυχιατρικής και Ψυχοθεραπείας στο DZNE, και οι συνάδελφοί του ανακεφαλαιώνουν πρόσφατα στοιχεία για «μη γενετικούς μηχανισμούς» κληρονομιάς.

Οι μηχανισμοί αφορούν το αναδυόμενο πεδίο της επιγενετικής, στο οποίο οι επιστήμονες συλλέγουν όλο και περισσότερα στοιχεία για το πώς περιβαλλοντικοί παράγοντες - όπως ο τρόπος ζωής και η διατροφή - μιας γενιάς επηρεάζουν τη βιολογική ανάπτυξη, την υγεία και τις ασθένειες της επόμενης γενιάς.

Οι επιγενετικοί μηχανισμοί μεταβάλλουν την γονιδιακή έκφραση χωρίς να μεταβάλλουν το DNA. Επηρεάζουν την κυτταρική δραστηριότητα ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας τα γονίδια και αλλάζοντας τα πρότυπα παραγωγής πρωτεϊνών, για παράδειγμα.

Πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι οι επιγενετικές αλλαγές μπορούν να μεταδοθούν μέσω του σπέρματος. Η έρευνα που παρουσιάστηκε πρόσφατα σε συνέδριο, για παράδειγμα, έδειξε ότι η έκθεση σε ήπιο στρες σε μια ζωή μπορεί να μεταβάλει το σπέρμα σε αρσενικά ποντίκια με τέτοιο τρόπο ώστε να διαμορφώνει την ανάπτυξη του εγκεφάλου στους απογόνους τους.

Άσκηση και «συναπτική πλαστικότητα»

Ο καθηγητής Fischer και οι συνεργάτες του σημειώνουν ότι η σωματική άσκηση σε συνδυασμό με τη γνωστική εκπαίδευση - την οποία αναφέρονται ως "περιβαλλοντικός εμπλουτισμός" - είναι γνωστό ότι μειώνει τον κίνδυνο διαφόρων ασθενειών, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που επηρεάζουν τον εγκέφαλο.

Συγκεκριμένα, μελέτες σε αρουραίους και ανθρώπους έχουν δείξει ότι ο περιβαλλοντικός εμπλουτισμός μπορεί να ενισχύσει τη «συναπτική πλαστικότητα», η οποία καθορίζει πόσο καλά επικοινωνούν τα εγκεφαλικά κύτταρα και αναγνωρίζεται επίσης ως η βιολογική βάση της μάθησης.

Ωστόσο, ενώ μελέτες έχουν επίσης αποκαλύψει ότι η αύξηση των ποντικών σε εμπλουτισμένα περιβάλλοντα μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη συναπτική πλαστικότητα στους απογόνους τους, δεν είναι σαφές εάν αυτό ισχύει επίσης εάν η έκθεση εμφανίζεται μόνο στην ενηλικίωση.

Επιπλέον, ο μηχανισμός μέσω του οποίου κληρονομείται η αυξημένη συναπτική πλαστικότητα είναι ελάχιστα κατανοητός, σημειώνουν οι συγγραφείς.

Για τη μελέτη τους, οι επιστήμονες πήραν δύο ομάδες αρσενικών ποντικών. Άφησαν μια ομάδα να βιώσει τον περιβαλλοντικό εμπλουτισμό, η οποία περιελάμβανε αρκετή άσκηση, για 10 εβδομάδες, ενώ η άλλη ομάδα παρέμεινε σε «κλουβιά στο σπίτι».

Ανακάλυψαν ότι σε σύγκριση με τα εγκλωβισμένα ποντίκια (τους μάρτυρες), τα ποντίκια που είχαν βιώσει περιβαλλοντικό εμπλουτισμό παρουσίασαν «σημαντική αύξηση» στη συναπτική δραστηριότητα στον ιππόκαμπο, η οποία είναι μια περιοχή του εγκεφάλου που είναι σημαντική για τη μάθηση.

Το όφελος μεταδίδεται μέσω του σπέρματος RNA

Στην επόμενη φάση της μελέτης, οι ερευνητές πήραν άλλες δύο ομάδες ενήλικων αρσενικών ποντικών και τα έβαλαν στο ίδιο σχήμα, εκτός από το ότι μετά από 10 εβδομάδες, τα ζευγάριαζαν με γυναίκες στο σπίτι.

Τα αποτελέσματα της ομάδας αποκάλυψαν ότι οι απόγονοι των αρσενικών ποντικών που είχαν βιώσει περιβαλλοντικό εμπλουτισμό στην ενηλικίωση είχαν επίσης αυξημένη συναπτική δραστηριότητα του ιππόκαμπου, σε σύγκριση με τον απόγονο των αρσενικών μαρτύρων.

Οι συγγραφείς σημειώνουν ότι επειδή οι μητέρες δεν είχαν βιώσει ποτέ περιβαλλοντικό εμπλουτισμό, το όφελος πρέπει να έχει περάσει από τους πατέρες.

Σε περαιτέρω πειράματα, εξήγαγαν RNA από το σπέρμα των πατέρων και το ένεσαν σε γονιμοποιημένα κύτταρα ωαρίων ποντικών.

Ανακαλύφθηκε ότι απόγονοι από αυγά με RNA σπέρματος ποντικών που είχαν εκτεθεί σε περιβαλλοντικό εμπλουτισμό κατά την ενηλικίωση είχαν «ενισχυμένη συναπτική πλαστικότητα και μαθησιακή ικανότητα» σε σύγκριση με απογόνους από αυγά με σπέρμα RNA από ποντίκια μάρτυρες.

Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο περιβαλλοντικός εμπλουτισμός, ή είναι πιο σωματικός και διανοητικός ενεργός, στην ενήλικη ζωή μπορεί να ενισχύσει τη γνωστική ικανότητα στους απογόνους και ότι αυτό μεταδίδεται μέσω του σπέρματος RNA.

Χρησιμοποιώντας πιο ακριβείς ενέσεις RNA, η ομάδα στη συνέχεια προσπάθησε να εντοπίσει τα ακριβή μόρια RNA που είναι υπεύθυνα για την επιγενετική κληρονομιά της ενισχυμένης μαθησιακής ικανότητας. Διαπίστωσαν ότι τα miRNA212 και miRNA132 αντιπροσώπευαν το μεγαλύτερο μέρος του.