科学研究表明：早期经历镶嵌在DNA中 可改变大脑细胞基因组

我们通常认为我们体内的每一个细胞都含有相同的基因组，完整的基因信息构成了我们个性化的生物核心。然而，人体内也含有细胞基因与遗传基因不同的例外，例如在癌症的情况下，癌症的病因就是因为细胞的基因产生突变。然而大多数人没有意识到的是，人的大脑具有显著的遗传多样性，一些研究表明，每个神经细胞可能有数百种突变。在发育时期的大脑中，脑细胞分裂时发生的突变和其他遗传变化会传递给子代细胞群，因此，成人的大脑是由基因不同的细胞群所组成。

我们知道大脑的活动和组织会随着经历而改变。记忆和学习行为反映在神经细胞之间联系的数量和强度。我们也知道大脑内包含各种基因，但是一项新的研究表明，经历和大脑的遗传多样性有着显著的联系，根据研究，经历可以改变大脑细胞基因组的DNA序列，这是一个全新的、未经探索的领域：经历可以改变大脑的方式，它具有重大的科学价值，因为它揭示了大脑基因核心对外部世界的可塑性。

基因组是个人身份的分子标签，我们基因组中包含的DNA序列将我们每个人区分为不同的个体，而这个序列中的变化相对来说是比较罕见的。基因组的变化通常出现在细胞复制过程中出现的罕见错误，或者暴露于致癌物质或辐射中。研究表明，经历具有同样强大的能力来改变基因组，但仅限于大脑细胞。新生儿在早期接受的照料会对其心理和智力的成长产生深远的影响。细心的照料、喂养和梳理可以减轻婴儿的压力和焦虑，提高婴儿心理健康。另一方面，冷漠会导致焦虑增加，心理调节受损。这项研究表明，早期婴儿护理的质量可能会通过改变大脑的遗传性质导致终身行为的改变。

在这项研究中，研究人员根据老鼠为它们的幼崽梳理毛发和哺育的时间长短，确定了它们在母性照料质量和数量上的自然差异，从而确定了提供高或低母性护理的对照组，然后，他们检查了幼鼠的大脑，以寻找基因变化。

神经细胞基因组的许多不同之处是由于存在一种叫做逆转录转座子的移动基因。这些是可以被复制的DNA片段，正如它的名字所暗示的那样，它们被转置或合并到基因组的其他区域。这项研究测量了这些可移动的遗传元素在母亲的照料下在大脑中的积累。如果幼鼠没有得到良好的母性照料，它们大脑的特定区域就会积累起可移动的遗传因子。如果幼崽出生时，母系照料较差，但是被母系照料较好的母鼠所养育，那么可移动遗传元素的积累就会被消除。

这反映出基因元素的积累是受母亲提供的照料所影响，而不是受遗传差异的影响。大多数的过量可移动遗传因子主要集中在海马状突起中，海马状突起是大脑中与记忆有关的区域，而在大脑的其他区域则没有发现可移动遗传因子，像心脏这样完全不同的器官中也没有发现，这揭示了其对大脑镶嵌性的特殊影响。

作者还报告说，移动遗传元素水平的变化可能反过来被甲基化所调节，甲基化是指对基因组DNA的修改，但其本身并不是修改DNA序列，而是改变细胞读取和表达DNA的时间和方式。

在缺乏母性照料的环境中长大的幼鼠减少了移动遗传元素中关键调控序列的甲基化，这反过来又增加了这些元素的数量和它们的活性。

这里包含的影响非常重要。神经细胞间扩增的基因组变异可能对个体有利，因为它使个体的行为组合多样化。另一方面，即使一个人的家族病史没有某种神经或精神疾病，它也可能会使一个人患上某种神经或精神疾病。

基因突变长期以来一直被认为是导致脑癌的原因，但其他基因变异的影响，例如由移动基因因素引起的基因变异仍然层出不断。有一些疾病的例子是由移动遗传元素数量或活性的变化引起的。例如，Rett综合征是一种与x染色体有关的广泛性发育障碍，其特征是包括异常行为、言语和运动功能在内的一系列残疾性状。最近，几起肌萎缩性侧索硬化症(Lou Gehrig’s disease)和额颞叶痴呆(Fronto-Temporal Dementia)的病例被发现与移动遗传元素的调节有关。

大脑的这些基因变异具有巨大的潜力，它们可以作为深入了解精神和神经疾病的一个入口，因此美国国家心理健康研究所建立了一项研究项目——Brain Somatic Mosaicism Network来研究这些疾病。

这项研究将早期的经历与神经的基因组变异性联系起来，表明早期的经历会在大脑中留下不可逆转的基因组印记。几个世纪以来，关于先天与后天在行为上的重要性的争论一直都非常激烈。而这项研究表明，先天和后天其实并不像我们想象的那样独立，先天也不像我们曾经认为的那样一成不变。和所有打破传统的研究一样，这项研究也有一些值得注意的地方，其中最重要的是，在这个研究实验里啮齿动物的神经元中，移动遗传元素的数量要比人类的多得多，此外，我们还不知道这些基因变化是如何对控制行为的大脑活动作出改变的。然而，这不影响它是一项具有争议性的研究的事实，它将早期的经历与神经元的遗传结构联系在一起，突出了大脑显著的可塑性和适应性。