Сөйлеу гені үйренуге қалай көмектеседі. «Сөйлеу гені» FOXP2 гендер мен сөйлеу генінің жоғары деңгейлі реттеушісі болып шықты.

Питер Боргер және Король Трумэн

Сөйлеу адамдарға тиімді қарым-қатынас жасау мүмкіндігін береді және адамдарды басқа тіршілік иелерінен ерекшелендіретін ең керемет қасиет болып табылады. Дегенмен, кейбір адамдар туа біткеннен кейін сөйлеу тілі дамуы бұзылады. Бұл синдром ретінде белгілі сөйлеудің ерекше бұзылуы(SRR). Сөйлеудің белгілі бір бұзылуынан зардап шегетін балалардың сөйлеуі мен қабылдауы өз құрдастарына қарағанда кешіктіріледі, бұл мектепте оқу мен оқуда қиындықтарға әкеледі. Жақында үш ұрпақ бойына белгілі бір сөйлеу бұзылысы байқалған бір отбасында зақымдалған ген табылды - FOXP2. Дәл сол ген FOXP2сол аурудан зардап шегетін басқа адамдарда табылған. Зақымдалған FOXP2 гені бар адамдарда сөйлеудің спецификалық бұзылыстары жиі кездеседі, бірақ бірдей мутациялық нұсқалар әрқашан бұл бұзылысқа әкелмейді, бұл сөйлеу генетикасының күрделілігін көрсетеді.

Цюрих университетінің антропология институтының зерттеушілері қайта құру үшін есептеу палеоантропологиясын пайдаланды. сыртқы түрібас сүйегінің қалдықтарына негізделген неандерталь баласы (Гибралтар 2 көрмесі) және салыстырмалы сипаттамасықазіргі адамдардың қаңқа жүйесі мен жұмсақ тіндерінің морфологиясы.

(Сурет de.wikipedia.org сайтынан алынды)

Адамның FOXP2 генінің бүкіл ДНҚ тізбегі дешифрланған; шимпанзенің, орангутанның, резус маймылының және тышқанның генетикалық гомологиясы да жақында ашылды. Тиіндер FOXP2шимпанзелер, гориллалар және резус маймылдары бірдей. Орангутан мен шимпанзедегі бірдей ақуыздар Q аймақтарынан тыс екі аминқышқылында ғана ерекшеленеді (Q аймақтары есепке алынбайды, өйткені олар тұрақсыз ДНҚ полимеразаларының әсерінен жылдам мутацияға ұшырайды). Осы бес мысалмен салыстырғанда ДНҚ тізбегінің адам нұсқасы екі фрагментте ерекшеленеді. 1-суретте 'N' адамдағы 304 амин қышқылы қалдығында, ал қалған бес организмде 'T' болатыны көрсетілген; 326 амин қышқылы қалдығында «S» адамдарда және «N» қалған бес организмде болады. Бұл екі аминқышқылдық вариация зерттелген барлық 226 адам үлгісінде бар және адам FOXP2 генінің реттілігінің типтік мысалы болып табылады. Осылайша, FOXP2 гендері мен белоктары ретінде пайдалануға болады индикатор ген- адамдарды, приматтарды және басқа жануарлар түрлерін ажырататын генетикалық механизм (1-сурет).

Эволюциялық уақыт кестесіне сәйкес шамамен 400 000 жыл бұрын пайда болған неандерталь ДНҚ-сының жақында жасалған талдауы көрсетті. оларда қазіргі адамдар сияқты FOXP2 генінің ақуызы (ДНҚ тізбегінен оқшауланған) болды., соның ішінде сәйкесінше 304 және 326 позицияларындағы N және S сәйкестіктері. Молекулярлық биология қазіргі гипоидты сүйекті қамтитын дауыс жолының бар екендігінің морфологиялық және физиологиялық дәлелдерінен басқа, неандертальдықтардың ағылшын тілінде сөйлеуге қажетті барлық сипаттамаларға ие екендігін дәлелдейді. қиын тілдер. Осылайша, неандертальдарда табылған FOXP2 гендері олардың шынымен болғанын дәлелдейді Гомо сапиенс. Бұл тұжырымдар неандертальдықтар топан судан кейін аумақта өмір сүрген адамдар деген креационистік ұстанымға әбден сәйкес келеді. қазіргі Еуропажәне Азия.

1-сурет.Бұл әріптер адамдардағы, шимпанзедегі, гориллалардағы, орангутандардағы, резус маймылдардағы және тышқандардағы FOXP2 гені ақуызының жетекші 330 аминқышқылдарын атайды. Бұл аминқышқылдар тізбегі адамның аминқышқылдарының тізбегін осында көрсетілген басқа сүтқоректілерден (304-позициядағы N және 326-позициядағы S) ажырататын екі полиглутаминді созуды (қызыл түспен белгіленген) көрсетеді. FOXP2 генінің соңғы 386 аминқышқылдары барлық түрлерде бірдей және бұл жерде көрсетілмеген. Бұл реттіліктер Enard et al.

Сілтемелер мен ескертпелер

Ақпараттық бюллетеньге жазылу

«Био/моль/мәтін» байқауына арналған мақала: Сөйлеу тек адамдарға ғана тән деп есептелінеді, бірақ басқа түрлердің адамдардікіне ұқсас механизмдерге негізделген өз қарым-қатынас формалары бар. Ұқсастық негізінен олардың генетикалық негіздерінің жақындығымен анықталады. Бұл әңгіменің кейіпкері FOXP2- «сөйлеу гені» деп аталады, бірақ ол адамдарда бізге кім болуға мүмкіндік беретін осындай қасиеттерге ие болды.

«Био/моль/мәтін» -2015 ж

«Қартаю және ұзақ өмір сүру тетіктері туралы үздік мақала» номинациясының демеушісі «Ғылым үшін өмірді ұзарту» қоры. «Көрермендер таңдауы» сыйлығын Helicon компаниясы демеушілік етті.

Байқаудың демеушілері: зертхана биотехнологиялық зерттеулер 3D Bioprinting Solutions және ғылыми графика, анимация және модельдеу студиясы Visual Science.

1980 жылдардың аяғында Лондонның батысындағы мектепте мұғалімдер бір отбасында сөйлеуінде ақауы бар жеті баланың өсіп жатқанын байқады. Бұл отбасы (ж ғылыми әдебиеттерол «KE жанұясы» деген атаумен пайда болды) пәкістандық болды және оның мүшелерін мұқият зерттеу осы отбасының үш ұрпағында сөйлеу проблемалары бар адамдар бар екенін көрсетті (1-сурет). Олар сөздерді айтуда қиналады, кейде сөздер ұқсас сөздермен ауыстырылды. Егер олар орысша сөйлейтін болса, мысалы, «пеш» деген сөздің орнына «ағып» дейтін еді. Отбасында қарым-қатынасқа айтарлықтай кедергі келтіретін сөйлеу бұзылыстарының жеңіл, жеңіл, бұзылыстары және одан да ауыр түрлері анықталды.

Сурет 1. К.Э. тұқымдасының генеалогиялық ағашы.Отбасының үш ұрпағында адамдарда әртүрлі ауырлықтағы сөйлеу проблемалары анықталды. (қара фигуралармен көлеңкеленген). Олар екі жынысты болды: ерлер (шаршы)және әйелдер (шеңберлер).

Сөйлеу проблемалары ұрпақтан-ұрпаққа берілетінін ескере отырып, KE отбасын зерттеген дәрігерлер бұл бұзылулардың негізінде қандай да бір генетикалық бұзылыс жатыр деп болжайды. Сөйлеудегі қиындықтар екі жыныстың өкілдерінде де пайда болды, бұл «кінәлі» ген жыныстық хромосомаларда (X немесе Y) емес, аутосомаларда болғанын білдіреді. Нәтижесінде Оксфордтық генетиктер тобы қажетті геннің 7-ші хромосомада орналасқанын анықтай алды. Сондай-ақ, KE отбасын лингвистер зерттеді - мысалы, Мирна Гопник ( Мирна Гопник) Канададан. Олар отбасындағы сөйлеу тілінің бұзылуы сөз тіркестерінің синтаксистік және грамматикалық жағынан дұрыс құрастырылуына жауап беретін «грамматикалық геннің» мутациясынан туындайды деген болжам жасады. Кейінірек зерттелетін отбасы өкілдерінің синтаксис пен артикуляцияда ғана емес, жалпы тіл мен ерінді басқаруда қиындықтары бар екені анықталды. Бұл бұзылыс кейінірек аталды ауызша диспраксия. К.Е. отбасы мүшелерінің миы ерін мен тілді дәл басқаруды білмеген, соның салдарынан сөздер дұрыс айтылмаған ( см.бүйірлік тақта).

Сөйлеу мида қалай пайда болады

Қалыпты сөйлеуді қалыптастыру үшін ми қыртысының екі бөлігінің үйлесімді жұмысы маңызды - Брока аймақтарымаңдай қыртысында және Вернике аймақтарыуақытша лобта. Брока аймағы сөздердің айтылуына, сөйлеудің моторлық компонентіне жауап береді. Мидың бұл бөлігі зақымдалған болса, мысалы, инсульт кезінде науқас дамиды моторлы афазия- сөздерді айта алмау немесе айтылатын сөздер санының анық шектелуі. Егер патологиялық процесс Вернике аймағына әсер етсе, онда бұл әкеледі сенсорлық афазия (Верникке афазия) - сөйлеуді түсінудің бұзылуы. Ауыр сенсорлық афазиясы бар науқас басқа адамдардың оған не айтып жатқанын түсінбейді: сөздердің орнына ол анық емес дыбыстар жиынтығын естиді. KE отбасы өкілдерінің маңдай қыртысының жұмысында проблемалар болды, яғни олардың сөйлеу бұзылыстары мотор афазиясының нұсқасы болды.

Оксфорд ғалымдары 7-ші хромосомада локализацияланған ген кейіннен аталды. FOXP2 (Р2 протеині). Ол мида, сондай-ақ өкпе мен ішекте белсенді. FOXP2отбасына жататын көптеген реттеуші гендердің бірі болып табылады Түлкі-гендер. Ген негізінде биохимиялық процестерге тікелей қатыспайтын, бірақ басқа гендердің ондаған және жүздеген промоторлық аймақтарымен әрекеттесіп, олардың белсенділігін реттей алатын транскрипция факторы синтезделеді. Бұл генді өзгерту оған «бағынышты» барлық гендердің өз жұмысын дұрыс атқармауын тудырады.

Не істейді FOXP2ген айтады?

Барлық Түлкі-гендер эмбрионның қалыпты дамуын реттейді, және FOXP2- ерекшелік емес. Бұл геннің экспрессиясы ми нейрондарының прогениторлық жасушаларында жоғарылайды және өшірілген кезде FOXP2олардың пайда болуы басылады. Соның бір жолы FOXP2жасушаның жетілуін реттейді, оның гендік белсенділігін бақылайды SRPX2 (суши қайталанатын Х-байланыстырылған ақуыз 2), пероксиредоксин ақуызының құрылымын кодтау. Осы ген арқылы FOXP2синапстардың түзілуін (синаптогенез) және белсенділіктің төмендеуін бақылайды SRPX2тышқандарда синаптогенездің және дыбыстық байланыстың бұзылуына әкеледі.

Эволюциялық процесс кезінде ДНҚ кездейсоқ өзгеруі мүмкін, яғни молекулада мутация пайда болады. Белок құрылымы өзгермейтін нуклеотидтер тізбегіндегі алмастырулар деп аталады синоним. Егер ДНҚ-дағы алмастыру ақуызда жаңа амин қышқылының пайда болуына әкелсе, онда мұндай ауыстыру қарастырылады. синоним емесжәне, әдетте, белок функциясының өзгеруіне әкеледі. Молекулярлық эволюцияны зерттеуде FOXP2қызықты жағдайлар туындады. Бұл ген адам ДНҚ-сында ең көп сақталған және ең үлкен өзгерістердің бірі болып табылады FOXP2приматтар тобының ішінде адамдар мен шимпанзелердің эволюциялық линияларының алшақтығынан кейін пайда болды - біздің ең жақын туыстарымыз. Резус маймылдарында, гориллаларда және шимпанзелерде тек синонимдік ДНҚ алмастырулар орын алды, ал орангутандарда бір ғана синонимдік алмастыру болды (2-сурет). Ген құрылымының жоғары консерватизмі оның реттейтін функцияларының көптігімен және олардың дамушы организм үшін маңыздылығымен байланысты. Мутация болса FOXP2ол кодтаған белоктың орындалмайтын формалары болды қажетті функциялартолығымен, бұл эмбрионның дұрыс дамуына және оның өліміне әкелді. Мұндай мутациялар келесі ұрпаққа берілуі мүмкін емес еді. Гендегі адамдарда пайда болған екі синонимдік емес алмастырулар FOXP2, шамасы, біздің ата-бабаларымызға елеулі артықшылықтар берді және геномға берік Гомо сапиенс.

Сурет 2. Гендердің эволюциясы FOXP2. Жол арқылы көрсетілген сандар ДНҚ тізбегіндегі алмастырулар (мутациялар) санын білдіреді: синонимдік емес алмастырулар саны жолдың алдында, ал синонимдіктер саны жолдан кейін беріледі. Адамдарда, мысалы, шимпанзелермен салыстырғанда тек екі алмастыру орын алды, бірақ екеуі де синонимдік емес, яғни геннің сапалық өзгеруіне әкелді. Бұл ретте тышқандарда 131 синонимдік алмастыру және бір ғана синонимдік емес алмастыру орын алды.

құс трильдері

Егер адамның гені болса FOXP2сөйлеумен байланысты болса, онда басқа жануарларда ол ұқсас функцияларды реттеуі керек. Ең бірінші ойға құстардың әні келеді. Сіз құстар әрқашан бірдей ән айтады деп ойлауыңыз мүмкін, бірақ олай емес. Ән айту – өз түрінің өкілдерінің назарын аудару құралдарының бірі. Әйелдердің қатысуымен ән айту деп аталады бағытталған, ал ер адамдар «жан үшін» немесе жаттығу мақсатында ән айтса, онда мұндай ән айтылады. бағытсыз. Әнші құстардың жеңіл және әуе трильдерінің артында олардың айқын және үйлесімді жұмысы жатыр. жүйке жүйесіжәне оның жұмысын басқаратын гендердің механизмі.

Құстардың ән айтуының гендік негіздерін зерттеуге арналған үлгі организм - зебра мүсіндері ( Taeniopygia guttata) (3-сурет), ал құстардың миының ең көп зерттелген (ән айтуына қатысты) бөлігі – X аймағы (X аймағы), стриатумда орналасқан - стриатум. Жыл мезгіліне қарай әні өзгеретін құстар жыл бойы Х аймағындағы өзгерістерді көрсетеді. Ол көбею кезеңінде, құс әйелді жеңуі керек кезде артады және осы уақыт кезеңі аяқталған кезде азаяды. Құстардағы Х аймағының ұлғаюы ән айтудың жаңа тәсілдерін меңгеру үшін жаңа синапстардың қалыптасуымен тікелей байланысты.

Сурет 4. Өрнек FoxP2. Бағытталған (режиссер)ән айту, геннің экспрессия деңгейі бағытталмағанға қарағанда жоғары (бағытсыз). Бұл байланыс неғұрлым үйлесімді ән айтуды қамтамасыз ететін жүйке жүйесінің үйлестірілген қызметін қажет ететінін көрсетуі мүмкін. FoxP2.

Зебра мүсіндері жыл мезгіліне сай әні өзгеретін құстар емес; ол жыл бойына бағытталған және режиссурасыз ән айтудың үйлесіміне көбірек тән. Белсенділігін зерттеу FoxP2мидың дамуы кезінде емес, оның қызметінің әртүрлі түрлерімен ғалымдар келесі эксперимент жүргізді. Бірнеше аталық зебра мүсіндері «жан үшін» ән шырқады, олардың түрлерінің аналықтары мен аталықтары болмаған кезде, ал басқа еркектер әйелдерге ән айтты, оларды экспериментаторлар үнемі өзгертті. Сондай-ақ сайрамайтын құстардың бақылау тобы да болды. Эксперимент барысында құстардың әндерінің аудиожазбасы жүргізілді. Бағытсыз ән айтумен, мәнерлілік деңгейі жоғары болып шықты FoxP2төмендейді, ал бағытталған кезде жоғары болып қалады (Cурет 4). Дегенмен, бағытсыз ән айтуда, басқарылатын әнге қарағанда, әуендердің алуан түрлілігі байқалды. Бұл айырмашылықты өрнек деңгейімен түсіндіруге болады FoxP2: Неғұрлым күшті өрнек болса, құстың әні де соншалықты ретті және тұрақты болады. Айта кетейік, зерттеу жүргізген ғалымдар ән айтпаған мүсіндердің неліктен экспрессиялық деңгейге ие болғанын көрсетпейді. FoxP2жоғары болып қалды.

Зебра мүсіндері туралы тағы бір зерттеу рөлді нақтылады FoxP2ән айту қабілеттерін қалыптастыруда. Х аймағында нейрондардың екі популяциясы бар екені анықталды. Бірінші популяция белсенділігі жоғары нейрондардан тұрады FoxP2, екіншісі - төмен. Құстың жетілу кезеңінде бірінші популяциядан нейрондар саны азаяды (5-сурет), онымен бірге құстардың әндерінің әртүрлілігі де азаяды. Дегенмен, өрнек деңгейі FoxP2бағытты ән айтумен әлі де артады, бұл осы геннің екі фазалы әсерін көрсетеді. Жетілу кезінде белсенді түрде экспрессиялайтын нейрондар FoxP2, X аймағының түпкілікті қалыптасуына жауап береді. Функционалдық жетілуге жеткеннен кейін бағытталған ән айту кезінде гендік белсенділіктің жоғарылауы орын алады, бұл үйлесімділік пен айқындықты талап етеді. Егер сіз өрнекті бұзсаңыз FoxP2 X аймағында, содан кейін ән айтуды үйрену кезінде құстар әуендерді толық емес, қателермен қайталайды. Егер «сөйлеу гені» бұзылса, жас және ересек құстардағы ән мотивтерінің қалыпты өзгермелілігі де бұзылады. Бұл X аймағының белсенділігінің дофаминергиялық модуляциясының бұзылуына байланысты. FoxP2 X аймағының нейрондарының дендриттерінде және олардан жасушаға сигнал беру жүйесінде дофаминдік рецепторлардың түзілуіне қатысады, бұл оның экспрессиясының өзгеруі осы схемадағы мәселелерге әкеледі. Толығырақ құс әндері мен адамның сөйлеуін қалыптастырудың генетикалық механизмдерінің ұқсастығы Елена Наймарктың «Элементтер» мақаласында сипатталған.

Сурет 5. Зебра мүсіндеріндегі әртүрлі популяцияларға жататын нейрондар санындағы жас айырмашылықтары.Белсенді экспрессия жасайтын нейрондардың популяциясы FoxP2, жасына қарай бірте-бірте азаяды. «Төмен белсенді» нейрондар популяциясының мөлшері құстың жасына ешқандай қатысы жоқ.

Микки Маусты басқарды

Қазіргі заманғы әдістер молекулалық биологиягендерді бір организмнен екіншісіне «трансплантациялауға» мүмкіндік береді. Адамды таныстыруға болады FOXP2Бұл гендік нұсқаның миға қандай артықшылықтар беретінін түсіну үшін басқа жануардың геномына.

Бұл бағыттағы ең алғашқы жұмыс 2009 жылы жүргізілді. Ғалымдардың зерттеу нысаны геномында «тышқан» нұсқасы бар тышқандар болды Foxp2«адамгершілікке» ауыстырылды. Адам мен шимпанзенің FOXP2 ақуызының аминқышқылдарының тізбегіндегі айырмашылықты (тышқан ақуызы тағы бір амин қышқылымен ерекшеленеді) анықтайтын тек екі нуклеотид ғана өзгергенін нақтылау керек. «Адам» гені бар барлық тышқандар ( ызыл) аман қалды және көбейе алды. Зерттеу тінтуірдің басқа түрін салыстырды ( wt/ko), онда геннің аллельдерінің бірінде Foxp2кәдімгі тышқанға тиесілі болды ( жабайы түрі wt), ал екіншісі сөйлеу бұзылыстары бар адамдарда кездесетін гендік нұсқа болды ( ко). «Қалыпты» тышқандар да зерттелді, олардың нәтижелері шартты норма ретінде қабылданды, бірақ талқылауда ескерілмеді.

Сурет 6. Тышқандардың екі тобының миындағы допамин деңгейі. Wt/ko тышқандарымен салыстырғанда, мылжың тышқандары әртүрлі ми құрылымдарында дофаминді аз шығарады.

Гуманизацияланған тышқандар wt/ko тышқандарына қарағанда зерттеу белсенділігін азырақ көрсетті, бірақ сонымен бірге олардың топтық байланыстарға қатысу ықтималдығы жоғары болды. Гум тышқандарында wt/ko тобымен салыстырғанда мидағы негізгі «мотивациялаушы» нейротрансмиттер дофамин деңгейі төмен болды (Cурет 6). Допамин деңгейі мен барлау мінез-құлқы арасында тікелей байланыс болуы мүмкін. Күңгірт тышқандардағы дофамин деңгейінің төмендеуі wt/ko тышқандарындағыдай күшті және мөлшерде әрекет етуге мотивацияны қалыптастырмайды. Дегенмен, бұл жаман деп айтуға болмайды. Белгілі бір мағынада, мылжың тышқандарын олардың салмағындағы әріптестеріне қарағанда аз әбігерленетін және көп жиналған деп сипаттауға болады. Тышқан тышқандарының стриатумында (дофаминдік нейрондарға бай аймақ) ұзын дендриттері бар нейрондар, ақпаратты басқа жасушаларға жіберетін процестер табылды. Сонымен қатар, қалыпты адам нұсқасы Foxp2мылжың тышқандарының миында нейропластиканың жоғарылауы. Жалпы алғанда, геннің «гуманизациясы» дофаминергиялық сигналдың берілуін жақсырақ реттеуге байланысты тышқандардың жүйке жүйесінің жұмысын оңтайландырған сияқты.

Еуропалық ғалымдар тобының тағы бір зерттеуі адам нұсқасы бар тышқандардағы оқытудың әртүрлі түрлерін талдады Foxp2. Оқытудың түбегейлі екі түрі бар - декларативтіЖәне процедуралық. Декларативті оқыту әрбір іс-әрекетті саналы бақылауды, оның мәнін білуді талап етеді. Процедуралық оқыту әрекеттерді автоматты түрде қайталау арқылы жүзеге асырылады. Экспериментте қалыпты тышқандар мен адам нұсқасы бар тышқандар Foxp2жаттығулардың әртүрлі түрлерін қолдана отырып, лабиринттен өтуге тура келді. Процедуралық оқыту кеміргіштерден ем табу үшін әрқашан оңға бұрылуы қажет болғанда орын алды. Декларативті оқытуды қамтитын тапсырманың басқа нұсқасында емдік әрқашан лабиринттің бір бөлігіне орналастырылды, бірақ оған тышқандар әртүрлі жағынан жіберілгендіктен, олар бұл жағдайды ескеріп, олардың орналасқан жерін есте сақтауы керек болды. қосымша сыртқы сигналдарға негізделген сыйақы.

Оқыту түрлерін бөлек қарастырған кезде тышқандардың екі тобының арасында ешқандай айырмашылық болмады: екі топ тапсырманы шамамен бірдей орындады. Гум тышқандары, егер олар алдымен «декларативті» лабиринтте жаттығып, содан кейін «процедуралық» тышқанға ауысса, кәдімгі тышқандарға қарағанда айқын артықшылыққа ие болды. Шамасы, «гуманизацияланған» тышқандарда декларативті оқытудан процедуралық оқытуға көшу жақсарады. Экспериментаторлардың айтуынша, тышқандардың жүйке жүйесінің жұмысының мұндай ерекшелігі оны сөйлеуге бейімдеген адамдардың миындағы өзгерістерді көрсете алады. Ғалымдар, атап айтқанда, күңгірт тышқандарда декларациялық және процедуралық оқытудың тепе-теңдігі процедуралық оқытуға ауысады, ал қалыпты тышқандарда керісінше болады деп санайды. Зерттеушілер декларативті оқытудан процедуралық оқытуға жылдам ауысу құбылысын соңғысының табысының жоғарылауы деп атайды. рәсімдеу.

Foxp2-дегі аминқышқылдарын алмастырудың бұл әсері бұл ақуызды реттейтіндіктен мүмкін болды көп саныгендер және сайып келгенде мидың оқуға қажетті бөлігі - стриатумның дамуын басқарады. адам нұсқасы Foxp2стриатальды нейрондардағы дендриттерді ұзартады, сонымен қатар ұзақ мерзімді депрессияны арттырады ( ұзақ мерзімді депрессия- VL) нейрондарда сигнал өткізгіштігі және нейропластикалық, бұл да мидың белсенділігіне пайдалы әсер етеді. Шамасы, мида өз қызметін тұрақтырақ орындайтын күшті байланыстар пайда болады. Бұл өзгерістердің нәтижесі оқу процестерінің мінез-құлық схемасына жақсырақ интеграциялануы болып табылады. Процедурализация дағдыны «автоматтандыруды» тездетпейді, әйтпесе тышқандар жаттығулардың әртүрлі түрлерін оқшау сынау сатысында кәдімгі тышқандарға қарағанда үлкен артықшылыққа ие болар еді. Ол сізге дағдыны үйренуге және кейіннен ұқсас әрекеттерді жеделдетілген қарқынмен, автоматты деңгейде үйренуге мүмкіндік береді, яғни ол басқа ақпарат үшін «жолды басып өтеді». Негізінде, бұл сөйлеуді үйретуге өте ұқсас, бала негіздерді үйрене отырып, өздігінен, сөзбе-сөз қозғалыста, соның ішінде сөздерді өздігінен құрастыра бастайды.

Мүмкін ең маңызды үлес FOXP2түріміздің эволюциялық тарихында бар біздің оқуымызды процедураландыру, бұл тек сөйлеуді ғана емес жеңілдетеді. Бұл құрал-саймандарды тиімдірек жасауға, тамақ дайындауды дамытуға және мәдениетіміздің басқа да маңызды компоненттеріне әкелуі мүмкін. Егер сіз өзіңіздің қиялыңызға еркіндік берсеңіз, оны елестете аласыз қазіргі өркениет FOXP2 протеиніндегі екі амин қышқылының өзгеруінен пайда болды, бұл өте қызықты идея.

Әдебиет

Саймон Э.Фишер, Фаране Варга-Хадем, Кейт Э.Уоткинс, Энтони П.Монако, Маркус Э.Пембри. (1998). Ауыр сөйлеу мен тілдің бұзылуына байланысты геннің локализациясы. Нат Генет. 18 , 168-170;
Кейт Е Уоткинс, Дэвид Дж. Гадиан, Фаране Варга-Хадем. (1999). Сөйлеу мен тілдің генетикалық бұзылуымен байланысты мидың функционалдық және құрылымдық ауытқулары. Американдық адам генетикасы журналы. 65 , 1215-1221;
Д.Цуй, Дж.П.Весси, Х.Томита, Д.Р.Каплан, Ф.Д.Миллер. (2013). FoxP2 эмбриональды кортикальды даму кезінде нейрогенезді реттейді. Неврология журналы. 33 , 244-258;
Г.М.Сиа, Р.Л.Клем, Р.Л.Хуганир. (2013). Адам тілімен байланысты SRPX2 гені тышқандардағы синапстың қалыптасуы мен дыбысталуын реттейді. Ғылым. 342 , 987-991;
Вольфганг Энард, Молли Пржеворски, Саймон Э.Фишер, Сесилия С.Л.Лай, Виктор Вибе және т.б. басқалар (2002). Сөйлеу мен тілге қатысатын ген FOXP2 молекулалық эволюциясы. Табиғат. 418 , 869-872;
Ф Ноттебом. (1981). Барлық маусымдарға арналған ми: канарей миының ядроларының ән бақылауындағы циклдік анатомиялық өзгерістер. Ғылым. 214 , 1368-1370;
И.Терамицу, С.А.Уайт. (2006). Ересек құстардағы бағытталмаған ән айту кезіндегі FoxP2 реттеу. Неврология журналы. 26 , 7390-7394;
Томпсон C.K., Schwabe F., Schoof A., Mendoza E., Gampe J., Rochefort C., Scharff C. (2013). Жас және қарқынды: X аймағындағы FoxP2 иммунореактивтілігі жасына, ән стереотипіне және аталық зебра мүсіндерінде ән айтуға байланысты өзгереді. алдыңғы. Нейрондық тізбектер. 7 , 24;
Себастьян Хеслер, Кристел Рошефорт, Бенджамин Георги, Павел Личнерски, Павел Остен, Констанс Шарф. (2007). Songbird Basal Ganglia Nucleus Area X аймағында FoxP2 нокаутынан кейін толық емес және дәл емес дауысты имитация. PLoS Biol. 5 , e321;
Малавика Муруган, Стивен Харвард, Констанс Шарф, Ричард Муни. (2013). Төмендеген FoxP2 деңгейлері кортикостриатальды сигнализацияның дофаминергиялық модуляциясына әсер етеді Ән өзгермелілігі үшін маңызды. Нейрон. 80 , 1464-1476;
Элементтер:«Құстардың әні мен адамның сөйлеуі ұқсас гендер арқылы ұйымдастырылады»;
Вольфганг Энард, Сабина Гер, Курт Хаммершмидт, Сабина М. Холтер, Торстен Бласс және т.б. басқалар (2009). Foxp2 ізгілендірілген нұсқасы тышқандардағы кортико-базальды ганглия схемаларына әсер етеді. ұяшық. 137 , 961-971;
допаминдік аурулар;
Кристиан Шрейвейс, Ульрих Борншейн, Эрик Бургиер, Джемил Керимоглу, Свен Шрайтер және т.б. басқалар (2014). Гуманизацияланған Foxp2 декларативтіден процедуралық өнімділікке өтуді жақсарту арқылы оқуды жылдамдатады. Proc Natl Acad Sci АҚШ. 111 , 14253-14258.

тіл гені

1990 жылы Лондонда ерекше тұқым қуалайтын патологиясы бар отбасы тексерілді. Отбасы мүшелері зияткерлік салада қиындықтарға тап болған жоқ, бірақ барлығында сөйлеудің қандай да бір түрі бұзылған. Генетикалық зерттеулер FOXP2 деп аталатын патологияға жауапты жалғыз зақымдалған геннің ашылуына әкелді. Ол бірден «тіл геномы» деп аталды.

Енді, алайда, FOXP2 тілге ешқандай қатысы жоқ көптеген процестерге қатысатын реттеуші гендердің бірі екені белгілі. Бірақ «тіл генінің» ең сорақысы оның нұсқалары ашытқыға дейін барлық дерлік ағзаларда табылған. Ол өндіруге жауапты ақуыз адамдар мен ашытқылар арасында өте аз ерекшеленеді.

Кейбір зерттеушілер үшін бұл тілде генетикалық субстраттың мүлдем жоқ екендігінің дәлелі болды. Дегенмен, бұл мәселені басқаша қарауға болады. Сөйлеуді FOXP2 генінің бет бұлшықеттерінің дәйекті қозғалыстарын реттеуде ерекше рөлі бар күрделі күрделі процесс ретінде қарастыруға болады. Геннің аздаған мутациясы бұлшықеттердің дұрыс жұмыс істемеуіне және нәтижесінде сөйлеудің бұзылуына әкелуі мүмкін.

FOXP2 қазіргі формасын шамамен 200 000-120 000 жыл бұрын алған. Бұл өте қызықты дәуір болды. Қазбалар көрсеткендей, дәл осы кезеңде біздің ата-бабаларымыздың Африкадан соңғы қоныс аударуы болған.

«Жануарлар тілі: тәсілдер, нәтижелер, перспективалар» кітабынан ... автор Резникова Жанна Ильинична

Жануарлардың «тілін» зерттеудегі ақпараттық-теориялық тәсіл Бұл тәсілдің мәні эксперименттерде сыналатын жануарларға экспериментаторға алдын ала белгілі ақпарат көлемін және оны беруге кеткен уақытты беруді сұрайды. өлшенеді,

Маймылдар, адам және тіл кітабынан авторы Линден Евгений

1-бөлім ТІЛ ХАМБАСЫНДАҒЫ ШИМПАНЗА 1. МӘСЕЛЕ: БАЛДАЙ АЛАТЫН ШИМПАНЗ Флавий Иосиф, заман тарихшысы ежелгі Рим, өзінің «Еврейлердің көне кітаптарында» адам жұмақтан қуылған кезде, ол басқа нәрселермен қатар, жануарлармен сөйлесу мүмкіндігін жоғалтқанын жазды.

«Жануарлар психологиясының негіздері» кітабынан автор Фабри Курт Эрнестович

Балалардың тілін дамыту мәселесі Баланың сөйлей алмайтыны белгілі. Сонымен қатар, егер нәресте ересектермен немесе сөйлеуді білетін басқа балалармен сөйлеспесе, ол сөйлеуді меңгере алмайтыны анықталды, тіпті

Тіл инстинкт ретінде кітабынан Стивен Пинкер

Роджер Браун көзқарасы бойынша балалардағы тіл мен оның дамуын сипаттау Біз ежелгі ата-бабаларымыздың қалай адам болғанын айтқымыз келгенде тілдің көмегіне жүгінеміз. Браунның пікірінше, тілдің арқасында әрбір ұрпақ білімді жинақтап, оны келесі ұрпаққа жеткізе алады.

Ми, ақыл және мінез-құлық кітабынан авторы Блум Флойд Э

9. ТІЛДІ СИПАТТАУЛАРЫНЫҢ БІРІ Чарльз Хокетт тілдің негізгі қасиеттері туралы өз ойларын «Қазіргі лингвистика курсы» кітабында жариялады; Содан бері ол мүліктің тізімін біршама қайта қарады. Дегенмен, Футс талдау үшін бастапқы тізімді таңдады,

«Ми айтады» кітабынан [Бізді адам ететін нәрсе] автор Рамачандран Вилеянур С.

Кейінгі сөз ШИМПАНДАР ТІЛ ғибадатханасына барар жолдағы доктор Филол. Sciences B.V. Якушин Евгений Линден кітабының негізгі идеясы - жануарлар әлемі мен адамзат арасында өтпейтін тұңғиық жоқ, жануарлардың адамдар сияқты жер бетінде гүлденген өмір сүруге құқығы бар. Үшін

«Жер шеберлері» кітабынан авторы Уилсон Эдвард

Адам тілінің қалыптасуы Материалдық мәдениетке қатысты адам тілі сияқты, ұзақ жолдамуы, ал алғашқы еңбек әрекеттерімен ілеспе дыбыстар әлі жеке заттарды, олардың

«Көз және күн» кітабынан автор Вавилов Сергей Иванович

4-ТАРАУ ТІЛ ЖҰМЫСЫНЫҢ МЕХАНИЗМІ Жұмыстағы грамматика Журналистер иттің адамды тістеп алуы жаңалық емес дейді; адам итті тістегенде - бұл жаңа нәрсе. Тіл инстинктінің мәні де осында: тіл жаңа нәрсені жеткізеді. тізбектер

Автордың кітабынан

11-ТАРАУ ҮЛКЕН ЖАРЫЛ Тілдің эволюциясы Пілдің діңі ұзындығы алты фут, қалыңдығы бір фут және алпыс мың бұлшықетті қамтиды. Пілдер өз діңдерінің көмегімен ағаштарды жұлып, бөренелерді үйіп-төгіп немесе оларды қажет болған жағдайда мұқият орналастыра алады.

Автордың кітабынан

Сананың пайда болуындағы тілдің рөлі Джулиан Джейнстің (Janes, 1976) пікірінше, Газзанига жазған тұлғаның біртұтастығы адамзат тарихында таң қалдырады. Джейнс сана адамдарда шамамен үш мың жыл бұрын пайда болған деп санайды,

Автордың кітабынан

Джордж Беркли Құдайдың тікелей қатысуын және алдын ала болжауын көрсететін көру теориясы немесе көрнекі тіл; қорғалады және түсіндіріледі. Анонимді авторға жауап ретінде<…>6. Атеистік ұстанымдардың терең тамыр алып, одан әрі тарағаны

Әртүрлі түрлердің тұтас геномдарын салыстыру олардың геномдарының үлкен ұқсастығына қарамастан, адамдар мен шимпанзелердің бір-бірінен неге соншалықты ерекшеленетінін түсінуге көмектесті. Артында Соңғы жылдарыМыңдаған түрлердің (көбінесе микроорганизмдердің) геномдары реттелген. Ең бастысы, өзгерістердің жалпы саны емес, геномның қай бөлігінде болатыны екені белгілі болды. Басқаша айтқанда, жаңа түр жасау үшін геномды көп өзгерту қажет емес. Шимпанзелермен ортақ ата-бабамыз адамға айналуы үшін жалпы молекулалық сағатты жылдамдатудың қажеті жоқ еді. Оның құпиясы бүкіл ағзаның жұмысына айтарлықтай әсер ететін жерлерде тез өзгерістер енгізу болды. Мұндай мысал, HAR1 тізбегімен қатар, FOXP2 генінің құрамындағы жылдам өзгеретін тізбек болып табылады.

Бұл сөйлеуге қатысты екені белгілі: 2001 жылы бұл гендегі мутация бар адамдар қалыпты когнитивті сөйлеу қабілетіне қарамастан, сөздерді артикуляциялау үшін қажет кейбір жылдам бет бұлшықеттерінің қозғалыстарын жасай алмайтыны көрсетілді. Әдетте, бұл тізбектің шимпанзеден бірнеше айырмашылығы бар: оның ақуыз өнімін өзгерткен екі нуклеотидтік өзгерістер және бұл ақуыздың адам ағзасында қалай, қашан және қайда қолданылатынына әсер еткен көптеген басқа өзгерістер.

Жақында ашылған жаңалық гомининдер FOXP2-нің сөйлейтін нұсқасын жасаған кезде біраз жарық берді. 2007 жылы Лейпцигтегі Макс Планк эволюциялық антропология институтының ғалымдары неандертальдық қалдықтардан алынған FOXP2 тізбегін анықтады және бұл жойылып кеткен адамдар геннің заманауи адам нұсқасын тасымалдайтынын анықтады. Сірә, олар да біз сияқты сөйлесетін шығар. Неандертальдықтардың эволюциялық линияларының бөліну уақытының соңғы бағасы және қазіргі адам FOXP2 жаңа формасы жарты миллион жыл бұрын пайда болғанын көрсетеді. Дегенмен, адамның сөйлеуін басқа жануарлардағы дыбыстық қарым-қатынастан ажырататын белгілердің көпшілігі физикалық деректерге байланысты емес, бірақ

Сөйлеу адамның эволюциялық меңгеруі болса, оның да генетикалық негізі болуы керек. Ең жақын туысынан болатыны кәдімгі шындық ұлы маймылдарБіз генетикалық материалдың 1% ғана ерекшеленеді. Бұл көп емес сияқты, бірақ қызығушылық айырмашылықтарын іздеу үшін бүкіл геномды сұрыптау оңай емес. Бұл тәсіл әлі таңғаларлық жаңалықтар әкелмейді: табылған айырмашылықтардың көпшілігі функционалды бейтарап. Демек, «ең адамдық» белгілердің генетикасы, оның ішінде сөйлеу, көп бөлігіндебелгісіз болып қалады. Дегенмен, біз үшін басқа тәсіл бар: бізді қызықтыратын функциясы бұзылған науқастарда патологияның генетикалық негізін анықтау. Сөйлеу генетикасы туралы бүгінде белгілі болғанның бәрі осылай ашылды.

KE отбасы

1990 жылдары әдебиетте KE деп аталатын бір британдық отбасы ғалымдардың назарына ілікті. Бұл отбасында сөйлеудің айтарлықтай ауыр бұзылуы үш ұрпақта пайда болды және ол аутосомды-доминантты қасиет ретінде тұқым қуалайды. Бұл жаңалық үлкен дүрбелең тудырды: кейбір ғалымдар «сөйлеу генін» немесе тіпті «грамматикалық генді» ашуға жақынбыз деген қорытындыға тез келді. Биология мұны растап немесе жоққа шығармас бұрын, Ноам Хомски туа біткен тілді меңгеру құрылғысы бар екенін айтты. әмбебап грамматика, алдын ала «білу» жалпы принциптертіл және тек белгілі бір тілдік ортаны күту. Бірақ егер механизм туа біткен болса, оның генетикалық негізі болады - және осы себептерді табуға үміттенгендердің барлығы К.Е. отбасына бұрылды.

Алдымен нейропсихологиялық тексеру жүргізілді. Барлық отбасы мүшелерінің, соның ішінде сөйлеу қабілетінен зардап шекпегендердің де IQ деңгейі орташадан төмен болып шықты. Яғни, біріншіден, сипатталған сөйлеу бұзылысы нақты емес, кейбір көріністер ақыл-ойдың тежелуіне байланысты болуы мүмкін. Екіншіден, арнайы сөйлеу тестілері де грамматикалық ережелерді қолдану қабілетіне әсер етеді деген гипотезаны растамады. Керісінше, науқастар қозғалыстарды үйлестіруде, ауыз-бет аймағының бұлшықеттерін бақылауда қиындықтарға тап болды. Сонымен қатар, бұзылу апраксия сипатына ие болды, яғни моторлық бағдарламалардың дамуын бұзу, бірақ нақты сөйлеуге қатысты; содан бері ол орынды аталды: балалардың сөйлеу апраксиясы. Бірақ бір қызығы, кемшіліктер ауызша сөйлеуде ғана емес, жазбаша сөйлеуде де табылды, сонымен қатар сөйлеуді қабылдауға қатысты (бөтеннің сөзін қабылдау үшін өзіміздің, ішкі моторлы бағдарламаларға сілтеме жасау қажет екені белгілі). Нейровизуализациялық зерттеулер мидың дамуының бұзылуының болғанын көрсетті, нәтижесінде белгілі бір құрылымдардың, соның ішінде қыртыс асты ядролары мен мишық мөлшерінде морфологиялық анықталатын өзгерістер болды.

Соған қарамастан, сөйлеу функциясымен байланысы айқын болды және бұл ғалымдардың қолына түскен жалғыз «генетикалық анықтама» болды. Тоқсаныншы жылдардың аяғында К.Е. отбасында сөйлеу бұзылыстарын тудыратын генетикалық құрылымдарды іздеу басталды. Біріншіден, олар 7-хромосоманың құрылымы бойынша ерекшеленетінін анықтады, содан кейін - ген болжамды түрде локализацияланған оның нақты бөлімі. Ол SPCH1 деп аталды - және, сайып келгенде, басқа клиникалық жағдайдың деректерін пайдалана отырып, геннің өзі табылды - FOXP2.

FOXP2 эволюцияда

FOXP2 өнімі транскрипция факторы болып табылады, яғни ол басқа гендердің экспрессиясын реттейді. Ол осы гендер бар ДНҚ аймағымен тікелей байланысады, бұл олардың транскрипциялану ықтималдығына әсер етеді. Бұл протеиннің ерекшелігі құрылымдық мотив болып табылады - ДНҚ-мен байланысатын шанышқы тәрізді домен (форкальды қорап немесе қысқаша айтқанда FOX домені).

Шамасы, ген сөйлеуден гөрі маңызды функцияларға қатысады. Бұл FOXP2 екі көшірмесі де зақымданатын адамдардың популяциясында болмауымен көрсетіледі. Сонымен қатар, эволюциялық зерттеулер бұл геннің сүтқоректілерде жоғары деңгейде сақталатынын анықтады: шимпанзелерде, гориллаларда және резус макакаларында ол тышқандардағы ортологынан бір ғана аминқышқылды алмастырумен ерекшеленеді. Сәйкес маймыл гені адам ортологынан екі аминқышқылды алмастырумен ерекшеленеді. Алайда экспрессия сипатында анағұрлым маңызды айырмашылықтар анықталады: мысалы, адамдарда глютамин молекулаларының қайталанатын тізбегі ұзындығы бойынша өзгереді, ал шимпанзелерде бұл ерекшелік байқалмайды. Сонымен қатар, адамдарда ықтималдық есептеулермен салыстырғанда, белсенді алмастырулар саны дыбыссыз алмастыруларға қарағанда жоғары болатыны атап өтілді (тыныш мутациялар аминқышқылдарының тізбегінің өзгеруіне әкелмейді). Бұл FOXP2 генінің адам нұсқасының пайдасына іріктеу болғанын көрсетеді, яғни ол эволюцияда тілдік қабілеттердің пайда болуын анықтайтын гендердің кем дегенде біреуі болуы мүмкін.

Адамның әртүрлі популяцияларындағы FOXP2 интронының өзгергіштігін талдау геннің пайда болуына әкелген мутацияның пайда болу уақытын шамамен бағалауға мүмкіндік берді. заманауи көрініс. Бұл шамамен 220 мың жыл бұрын, яғни қазіргі анатомиялық типтегі (CHSAT) адам, Хомо Сапиенстің қалыптасуы кезінде болды. Алайда, кейінірек FOXP2 неандертальдықтарда бірдей көрінетіні белгілі болды, яғни ген неандертальдық пен PCAT-тың ортақ арғы атасы болған кезде, шамамен 300-400 мың жыл бұрын пайда болуы керек еді. Дегенмен, танысу әдістерінің өзі қосымша тексеруді қажет етеді.

Тышқандардағы FOXP2

Зерттеушілердің келесі қадамы FOXP2 функцияларын зерттеу болды және ол тышқандардағы бірнеше аминқышқылдарын алмастырумен ғана ерекшеленетіндіктен, олар пайдалы модель болып көрінеді. Foxp2 нокаутының әсерлерінің арасында (тышқан нұсқасында оның емлесі біршама ерекшеленеді) дауыс шығарумен байланысты: мұндай жануарлардың өздігінен дауыс беру ықтималдығы аз - бірақ олар даулы және бірінші орында болудан алыс. Foxp2 нокаут тышқандарында эмбриогенез кезінде нейрондардың өсуі мен тармақталуы бұзылып, аксон өсу бағыты бұзылады. «Өшірілген» гені бар тышқандар 3-4 апта өмір сүреді, баяу салмақ қосады және болмайды

қалыпты өлшемдерге жетеді, көптеген қозғалтқыш бұзылыстары бар, бұл мидың кешігуімен түсіндіріледі. Адамдарда аталған когнитивті тапшылықтардан басқа FOXP2 ақауларымен байланысты неврологиялық симптомдар байқалмайды.

FOXP2 генінің (және тышқандардағы гомологы) қалыпты көшірмелерінің болмауының өлімге ұшырауы оның басқа тіндерге, мысалы, жүрек пен өкпеге әсеріне байланысты болуы мүмкін. Ген негізінен ми қыртысының терең қабаттарында, мидың Пуркинье жасушаларында және жолақтағы орташа тікенекті нейрондарда экспрессияланады.

Тағы бір тәжірибе тышқандарда KE отбасында (сонымен қатар гетерозиготалы күйде) ауруға әкелетін FOXP2-дегі бірдей мутацияны жасау болды. Мұндай ауыстырудың салдары тін деңгейінде толығырақ зерттеледі. Кортико-стриатальды және -церебеллярлық байланыстардағы синаптикалық пластикалық өзгерді; стриатумның тікенекті нейрондарының глутаматергиялық синапстарында ұзақ мерзімді депрессия қалыптыдан азырақ байқалды. Тиісінше, электрофизиологиялық зерттеулерде осы нейрондардың базальды белсенділігінің деңгейі жоғарылады, бұл КЕ-дегі нейробейнелеу нәтижелеріне сәйкес келеді: ол сонымен қатар стриатальды дисфункцияны көрсетті.

Құстардағы FoxP2 зерттеулері қызықты: олардың ген нұсқасы адамдікінен өзгеше болғанымен, оның дауыс шығарумен анық байланысы дәлелденді. Ген әнші құстардағы дауыс шығаруға жауап беретін нейрондық желінің бөлігі болып табылатын стриатумда жоғары дәрежеде көрінеді. Зебра мүсіндерде геннің экспрессиясын молекулярлық-генетикалық әдістермен жасанды түрде азайтса, балапан өз түрінің әнін толық емес және бұрмаланған түрде меңгеретінін көрсетуге болады.

FOXP2 мақсаттары

Егер FOXP2 транскрипция факторы болса, онда сөйлеудің қалыптасуына тікелей әсер ететін гендер оның мақсаттары арасында болуы керек. Мұндай бірнеше гендер нақты белгілі:

– CNTNAP2 (контактинмен байланысты протеин тәрізді 2) нейроксиндердің суперфамилиясына жататын және жасушааралық өзара әрекеттесуге делдалдық жасайтын трансмембраналық CASPR2 ақуызын кодтайды. Бұл гендегі әртүрлі мутациялардың аутизммен, шизофрениямен, эпилепсиямен және Туретта синдромымен байланысы дәлелденді. Бұл мутациялардың барлық тасымалдаушылары бірдей фенотиптік белгілерді бөліседі - ақыл-ой кемістігі, құрысулар, аутистік мінез-құлық және сөйлеу бұзылыстары - және бұл белгілердің әрқайсысының ауырлығы жеңілден мүгедектікке дейін өзгеруі мүмкін. Бізді қызықтыратын сөйлеу бұзылыстары кешігумен көрінеді сөйлеуді дамыту, сөйлеудің толық болмауы және дизартрия. Ең көп зерттелгені SNP бірінің байланысы (бір нуклеотидтік полиморфизм, бір нуклеотидтік полиморфизм) спецификалық тілдік бұзылулармен (SLI), есту және аутизм белгілері болмаған кезде сөйлеу бұзылған ауру. CNTNAP2 экспрессиясының жоғары деңгейі Брока аймағының қыртысының II-IV қабаттарында және Сильвиялық борозды қоршап тұрған аймақтарда байқалады.

– SRPX2 және uPAR гендер комплексте жұмыс істейді, ал FOXP2 екеуінің де экспрессиясын реттейді. SRPX2 гені Ролландық эпилепсиямен және сөйлеу апраксиясымен байланысты; морфологиялық тұрғыдан мұндай науқастарда көбінесе Сильвиялық ойық аймағында микрогирия болады. Тышқандарда бұл SRPX2 экспрессиясы қоздырғыш синапстардың және тікенектердің түзілуіне әсер ететіні көрсетілген, яғни бұл байланыстағы бұзылу тышқандардағы FOXP2 нокаутының сәйкес әсерінен болуы мүмкін. uPAR гені SRPX2 әсеріне қатысатын плазминоген активаторының рецепторын кодтайды.

– экспрессиясы FOXP2 арқылы бақыланатын гендер арасында аутизмге үміткер гендер бар, мысалы, MET немесе MEF2C. MEF2C функциясы (миоцитті күшейткіш фактор 2С) гипокампальды нейрондарда дендритті тікенектер мен қоздырғыш синапстардың түзілуін төмендету (яғни басу) болып табылады; Дәл осындай жағдай өсірілген стриатум жасушаларындағы тәжірибеде болды. FOXP2 MEF2C экспрессиясын азайтатындықтан, оның дисфункциясы қарама-қарсы әсерге әкеледі, бұл жоғарыда келтірілген деректерге сәйкес келеді: FOXP2 нокаут тышқандарында біз стриатальды нейрондардың гиперактивтілігін көреміз. Онтогенезде бұл әдеттегіден басқа көлемде кортикостриатальды байланыстардың пайда болуына әкеледі. MET гені эмбриогенез кезінде көптеген процестерге қатысатын тирозинкиназа рецепторын кодтайды. Нейрогенезге келетін болсақ, бұл ген дамудың ерте кезеңдерінде нейрондық өсу конустарында белсенді түрде экспрессияланатыны белгілі және оның белсендірілуі кішкентай GTPase Cdc42 қатысады және нейрондардың өсуін, дендриттердің тармақталуын және омыртқаның қалыптасуын ынталандырады. Тәжірибеде MET инактивациясы құрылымы жағынан жетілудің ерте сатыларына сәйкес келетін өзгертілген нейрондардың пайда болуына әкелді. Егер эмбриогенездегі MET белсендіру ұзаққа созылса, бұл глутаматергиялық синапстардың қалыптасуы мен жетілуін басады. Префронтальды аймақтағы нейрондардағы MET экспрессиясының деңгейін манипуляциялау әрекеттері әдетте осы нейрондар қатысатын нейрондық желілердің қалыптасуының бұзылуына әкелді.

– DISC-1 (шизофренияда бұзылған) гені бастапқыда зерттелді. ықтимал себепшизофрения, бірақ қазіргі уақытта ол аффективті, ақыл-ой кемістігі және аутизмді қоса алғанда, көптеген басқа психикалық бұзылулар үшін де зерттелуде. Оның функциялары нашар түсінілген, бірақ ол синаптогенез үшін де қажет деп есептеледі.

Басқа аурулар, басқа гендер

FOXP2 және оның командасынан басқа, басқа гендер де кездеседі, олардың зақымдануы сөйлеу дағдысының әртүрлі аспектілеріне әсер етеді. Бір ғана геннің транскрипциялық фактор болса да тілдің дамуын толық анықтап, адам эволюциясына мұндай күрт бетбұрыс бере алмасы анық. Шамасы, бұл баяу болды және көптеген өзгерістерді қажет етті.

Балалардың психикалық бұзылыстары арасында сөйлеу бұзылыстарына арнайы арналған арнайы бөлім бар. Бұл балалық шақта жиі көрінетін генетикалық анықталған патология болғандықтан, балалық шақтағы сөйлеу тілінің ерекше бұзылыстарының генетикалық негізі жеткілікті түрде зерттелген.

1. Даму дислексиясы (оқу қабілетінің бұзылуы) - IQ деңгейінің төмендігі немесе физикалық кемістік, сондай-ақ оқудағы ақаулар сияқты басқа айқын себептермен түсіндіруге болмайтын айтылу мен оқудағы қиындықтар. Балалардың 5-10% зардап шегеді мектеп жасы, ал ересек жаста қиындықтар сақталады. Көбінесе сөйлеуді түсінуде қиындықтар бар, олар нәзік сынақтармен анықталады.

Геномдық зерттеулерде осы аурудың дамуымен байланысты болуы мүмкін 9 DYX1-9 аймағы анықталды. Олардың үшеуінде арнайы гендер локализацияланған:

– DYX1 аймағында DYX1C1 гені. Бұл геннің функцияларына нейрондардың миграциясы, цитоскелеттің ұйымдастырылуы жатады. Сол жақ жарты шарда DYX1C1 мутациялары бар адамдардың миын өлгеннен кейінгі зерттеулерде дистопиялық нейрондар мен глиямен байланысты жеңіл ақаулар анықталды.

– DYX2 аймағында KIAA0319 және DCDC2 гендері бар. KIAA0319 гені нейрондық адгезияға қажетті үлкен жасушадан тыс домені бар мембраналық ақуызды кодтайды. DCDC2 қоскортиннің домендерінің бірін кодтайды (жетілмеген нейрондармен көрсетілген ақуыз, нейрогенездің маркері) және цитоскелеттік аралық жасушаішілік динамика үшін қажет.

– DYX5 аймағында аксондардың қиылысуы үшін бағыттаушы рецепторды кодтайтын ROBO1 гені ортаңғы сызық. Оның мутациялары, тиісінше, дисфункциональды жарты шараралық байланыстардың пайда болуына әкеледі.

2. Сөйлеудің спецификалық бұзылуы – басқа себептерге байланысты емес ауызекі сөйлеуді меңгере алмау, оның маңызды аспектілерінің біріне: морфологияға, синтаксиске, прагматикаға немесе семантикаға әсер етеді. Сөйлеуді жаңғырту да, қабылдау да бұзылуы мүмкін, және жазбаша сөйлеу. Ауру 5-6 жастағы балалардың 7% -на дейін ауырады. Жасы бойынша тапшылық түзетіледі, бірақ күрделі сынақтардағы ауытқулар ересек жаста қалады. Біз жоғарыда осы бұзылыстың кандидат гендерінің бірі CNTNAP2 туралы айттық. Тағы екеуі 16 хромосомада локализацияланған: CMIP және ATP2C2. CMIP цитоскелетке енетін ақуызды кодтайды және SPP-ден басқа, оның мутациялары аутизмі бар науқастарда кездеседі. ATP2C2 кальций АТФазасын кодтайды және магний мен кальцийдің жасушалық деңгейін реттеуге қатысады.

3. Балалардың сөйлеу апраксиясы – материалдың басында сипатталған бұзылыс, дәл FOXP2 генін анықтауға көмектесті. Алайда, кейінірек бұл бұзылыс критерийлеріне сәйкес келетін науқастардың аз ғана пайызында FOXP2 генінің зақымдануы бар екені белгілі болды, яғни балалық шақтағы сөйлеу апраксиясының көпшілігі басқа себептерге байланысты болуы керек.

4. Дыбыстардың айтылуының бұзылуы – сөйлеу дыбыстарын жаңғырту мен дұрыс қолданудағы қиындықтар, бұл көбінесе мағынаны түсіну үшін маңызды дыбыстарды түсіріп жіберу және ауыстыру арқылы көрінеді. Бұл құбылыс сөйлеуді енді үйреніп жатқан жас балаларда өте жиі байқалады. Егер ол алты жасқа дейін сақталса, патологиялық деп саналады - бұл шамамен 4% жағдайда болады. Бұл бұзылысты балалық апраксиядан және ерекшеліктен ажырату қиын

сөйлеудің бұзылуы. Дислексияға ортақ генетикалық негіз болуы мүмкін, өйткені ең маңызды байланыс DYX5 аймағындағы өзгерістермен анықталады.

5. Кекештену – сөздің тегістігін бұзатын буындардың еріксіз қайталануы және созылуы, үзіліс. Әдетте жасына қарай жойылады, бірақ пациенттердің шамамен 20% ересек жаста кекіруді жалғастырады. Сөйлеудің семантикалық және грамматикалық сипаттамалары, әдетте, бұзылмайды. Лизосома ферменттерін объектіні тануға қатысатын үш генмен байланыс анықталды: GNPTAB, GNPTG және NAGPA. Барлық үш ген N-ацентил-глюкозамин-1-фосфотрансфераза ферментінің суббірліктерін кодтайды, ол құрамында манноза бар олигосахаридтерді «таңбалау» және кейіннен лизосомалар арқылы тану үшін қажет. Бұл гендер кекіруден гөрі ауыр аурумен байланысты болуы мүмкін - муколипидоздың 2 және 3 типтері.

MCPH және ASPM гендерінің кешені де белгілі, олардың ақаулары микроцефалияға әкеледі. Мұндай науқастарда тіл дамуы алты жасар баланың деңгейінен аспайды. Дегенмен, олардың негізгі тілдік дағдылары бар, бұл бізді қайтадан мидың көлемінің емес, ішкі құрылымының маңыздылығына әкеледі. MCPH бөліну алдында жасушалық циклді және ДНҚ жөндеуді ұйымдастыруға қатысатын микроцефалин ақуызын кодтайды. ASPM өнімі бөлу шпиндельдерін салу үшін қажет және алынған ұяшықтардың симметриясын қамтамасыз етеді. Бір қызығы, бұл гендердің ақаулы нұсқалары тональды тілдер жиі кездесетін Африкада сирек кездеседі, ал Еуропада бұл тіл түрі жоқ (30% дейін).