Страница:
Итак, вес доказательств при изучении научной литературы свидетельствует в пользу того, что само по себе грудное вскармливание оказывает незначительное или нулевое влияние на умственные способности ребенка в более позднем возрасте. Разумеется, мы одобряем грудное вскармливание, которое имеет много других преимуществ, включая возможность физического контакта мамы с ребенком (см. главу 11). Однако матери, которые не могут кормить детей грудью, не должны беспокоиться о том, что они причиняют вред интеллектуальному развитию ребенка.
Детьми движет стремление к экспериментам и проверке своих представлений о мире (поэтому они постоянно чем-то занимаются), и они любят находиться в центре событий. Когда младенец сталкивает на пол тарелку с высокого стульчика, вы можете видеть на его лице нескрываемую радость, и он проделывает этот фокус снова и снова. Эффективные действия в окружающем мире чрезвычайно приятны как для детей, так и для взрослых. Однако младенцы иногда не понимают, каким образом они становятся причиной того или иного события, поэтому порой они разговаривают с предметом, пытаясь заставить его вести себя «правильно». Разнобой между физической и психологической причинностью обычно исчезает к концу первого года жизни.
Если эволюция подготовила детей к суперэффективному обучению, то взрослые должны стать не менее умелыми учителями. Это может показаться игрой, но она имеет серьезный смысл. Дети прекрасно умеют получать от своих опекунов то, что им требуется – не только еду и защиту, но также наглядные примеры и информацию. Когда мать воркует с ребенком, называя его хорошим мальчиком, он осваивает язык, человеческие взаимоотношения и многое другое.
Благодаря врожденным талантам, о которых мы говорили в главе 1, новорожденные являются отнюдь не пассивными получателями сведений о мире. Дети активно ищут информацию, наиболее полезную для них на конкретном этапе развития, и ведут себя таким образом, чтобы заручиться у взрослых той помощью, которая им нужна.
Например, известно, что люди, общаясь с младенцами, обычно начинают говорить на особом языке – так называемом материнском языке. Их речь становится высокой, певучей интонационно-выразительной и более медленной, с удлиненными гласными звуками. Маленькие дети предпочитают слышать именно такую речь и активнее взаимодействуют с людьми, которые говорят подобным образом. Причем большинство взрослых и детей старшего возраста инстинктивно начинают говорить так с малышами. Особенности этого «материнского языка» (в том числе отчетливое произношение слов и паузы между ними) словно специально приспособлены для того, чтобы дети быстрее усваивали навыки устной речи.
Разумеется, общение со взрослыми влияет на некоторые аспекты развития детей, такие как выбор языка, которому учится ребенок. Все нормальные дети в конце концов усваивают то, что им требуется знать, но скорость и особенности обучения зависят от конкретной культуры. Например, существует масса межкультурных различий в периодизации появления двигательных навыков, которые оценивают педиатры для определения развития ребенка (см. врезку «Направленные занятия могут ускорить моторное развитие»).
В США обучение ползанию считается необходимым предварительным условием для обучения ходьбе, но это лишь один из способов передвижения, которые дети могут обнаружить. Примерно 1/3 младенцев на Ямайке вообще не ползают, а остальные начинают ползать примерно в том же возрасте, когда делают первые шаги (около 10 месяцев). Сходным образом 17% британских младенцев никогда не ползают, а 100 лет назад 40% младенцев в США не учились ползать, поскольку дети в то время носили длинную одежду, затруднявшую ползание.
Языковой опыт влияет на формирование когнитивных концепций. Корейский язык включает сложную систему глагольных окончаний для передачи информации, в то время как английский язык для передачи смысла полагается в основном на существительные. Детская речь в Корее полна глаголов, которые содержат подразумеваемые предлоги («двигаться в…»), и часто полностью лишена существительных, в то время как детская речь в Англии содержит больше существительных («собачка»). Возможно, благодаря этому американские малыши начинают классифицировать предметы (например, раскладывая их по кучкам) раньше, чем корейские дети того же возраста. С другой стороны, корейские дети учатся забирать игрушку, которая находится за пределами досягаемости, раньше, чем начинают разделять предметы по категориям; таким образом, им проще думать о действиях, чем о предметах.
В период интенсивного обучения в мозге ребенка образуется огромное количество связей между нейронами. Незадолго до и после рождения формируется до 40 000 новых синапсов в секунду. К одному году мозг ребенка достигает 70% размера мозга взрослого человека, а к двум годам уже 80%. Этот рост особенно выражен в мозжечке, где происходит сбор сенсорной информации для управления движением. Кора головного мозга тоже активно развивается с самого рождения. За первые два года жизни она вдвое увеличивается по площади, причем большая часть этого роста приходится на период до одного года. Хотя в определенной мере это связано с появлением новых нейронов, основной причиной является формирование новых связей. Совершенствование аксонов, дендритов и синапсов – всех частей нейрона, которые позволяют ему «общаться» с другими нейронами, – в течение первого года жизни происходит стремительно. В это время также осуществляется интенсивная миелинизация: глиальные клетки соединяются вокруг аксонов и образуют изолирующий слой, который увеличивает скорость и эффективность передачи сигнала от одного нейрона к другому.
Вы можете подумать, что впечатления ребенка определяют места образования новых синапсов, но это не так. Мы уже говорили, что мозг новорожденного формирует огромное количество относительно неизбирательных связей между нейронами, а затем постепенно избавляется от тех, которые используются недостаточно часто (см. главу 5). Если мозг сравнить с розовым кустом, то жизненный опыт скорее подобен не удобрению, а форме подстрижки, при которой отсекается все лишнее.
К 4-месячному возрасту движение глаз ребенка показывает, что он уже способен предсказывать, когда предмет появится из-за ширмы. Это самое раннее проявление навыка, который с возрастом будет приобретать все более важное значение. Умение предвидеть будущие события – например, изменение позы для того, чтобы предотвратить угрозу потери равновесия до того, как она возникнет, – ключевой аспект моторной функции у взрослых людей. Предсказательный двигательный контроль осуществляется в мозжечке, поэтому его рост имеет важное значение для развития этой способности.
Даже в очень раннем возрасте дети кое-что знают о предметах, но им еще предстоит много узнать. Тот факт, что пространство является трехмерным, кажется очевидным даже для младенцев. Новорожденные отклоняются от предметов, которые движутся по направлению к ним, а как только дети начинают контролировать движения рук, они тянутся к предметам, которые хотят получить.
С другой стороны, идея о том, что предметы обладают неизменными свойствами, усваивается медленно. В начале жизни ключевым фактом восприятия предметов является движение. Взрослые тоже реагируют на это (вещи, которые движутся вместе, рассматриваются как части одного предмета), но дети доводят эту концепцию до крайности. В 5-месячном возрасте дети, которым показывают мягкую игрушку, исчезающую за ширмой, а потом игрушечный автомобиль, появляющийся с другой стороны и движущийся по той же траектории, не выглядят удивленными. В этом возрасте они определенно могут проводить различие между двумя игрушками, но само движение предмета кажется им более важным. К одному году изменение свойств большинства предметов, например формы или цвета, уже вызывает реакцию; это подразумевает, что представление о скрытых предметах стало гораздо более богатым.
Дети проделывают всю эту работу, не нуждаясь в особой подготовке или снаряжении. Любой ребенок с нормальным мозгом и в нормальной обстановке развивает навыки, значимые для этого периода его жизни. Детьми движет стремление развивать эти навыки, а родители учат их, просто общаясь с ними в повседневной жизни. Родителям достаточно вести себя естественно и радоваться, наблюдая за ребенком и помогая ему открывать мир.
Глава 4
Детьми движет стремление к экспериментам и проверке своих представлений о мире (поэтому они постоянно чем-то занимаются), и они любят находиться в центре событий. Когда младенец сталкивает на пол тарелку с высокого стульчика, вы можете видеть на его лице нескрываемую радость, и он проделывает этот фокус снова и снова. Эффективные действия в окружающем мире чрезвычайно приятны как для детей, так и для взрослых. Однако младенцы иногда не понимают, каким образом они становятся причиной того или иного события, поэтому порой они разговаривают с предметом, пытаясь заставить его вести себя «правильно». Разнобой между физической и психологической причинностью обычно исчезает к концу первого года жизни.
Если эволюция подготовила детей к суперэффективному обучению, то взрослые должны стать не менее умелыми учителями. Это может показаться игрой, но она имеет серьезный смысл. Дети прекрасно умеют получать от своих опекунов то, что им требуется – не только еду и защиту, но также наглядные примеры и информацию. Когда мать воркует с ребенком, называя его хорошим мальчиком, он осваивает язык, человеческие взаимоотношения и многое другое.
Благодаря врожденным талантам, о которых мы говорили в главе 1, новорожденные являются отнюдь не пассивными получателями сведений о мире. Дети активно ищут информацию, наиболее полезную для них на конкретном этапе развития, и ведут себя таким образом, чтобы заручиться у взрослых той помощью, которая им нужна.
Например, известно, что люди, общаясь с младенцами, обычно начинают говорить на особом языке – так называемом материнском языке. Их речь становится высокой, певучей интонационно-выразительной и более медленной, с удлиненными гласными звуками. Маленькие дети предпочитают слышать именно такую речь и активнее взаимодействуют с людьми, которые говорят подобным образом. Причем большинство взрослых и детей старшего возраста инстинктивно начинают говорить так с малышами. Особенности этого «материнского языка» (в том числе отчетливое произношение слов и паузы между ними) словно специально приспособлены для того, чтобы дети быстрее усваивали навыки устной речи.
Разумеется, общение со взрослыми влияет на некоторые аспекты развития детей, такие как выбор языка, которому учится ребенок. Все нормальные дети в конце концов усваивают то, что им требуется знать, но скорость и особенности обучения зависят от конкретной культуры. Например, существует масса межкультурных различий в периодизации появления двигательных навыков, которые оценивают педиатры для определения развития ребенка (см. врезку «Направленные занятия могут ускорить моторное развитие»).
В США обучение ползанию считается необходимым предварительным условием для обучения ходьбе, но это лишь один из способов передвижения, которые дети могут обнаружить. Примерно 1/3 младенцев на Ямайке вообще не ползают, а остальные начинают ползать примерно в том же возрасте, когда делают первые шаги (около 10 месяцев). Сходным образом 17% британских младенцев никогда не ползают, а 100 лет назад 40% младенцев в США не учились ползать, поскольку дети в то время носили длинную одежду, затруднявшую ползание.
Языковой опыт влияет на формирование когнитивных концепций. Корейский язык включает сложную систему глагольных окончаний для передачи информации, в то время как английский язык для передачи смысла полагается в основном на существительные. Детская речь в Корее полна глаголов, которые содержат подразумеваемые предлоги («двигаться в…»), и часто полностью лишена существительных, в то время как детская речь в Англии содержит больше существительных («собачка»). Возможно, благодаря этому американские малыши начинают классифицировать предметы (например, раскладывая их по кучкам) раньше, чем корейские дети того же возраста. С другой стороны, корейские дети учатся забирать игрушку, которая находится за пределами досягаемости, раньше, чем начинают разделять предметы по категориям; таким образом, им проще думать о действиях, чем о предметах.
Практический совет: направленные занятия могут ускорить моторное развитиеС самого рождения младенцы могут подражать другим людям и делают это с удовольствием. Это не только служит мощным инструментом социализации, но и дает им ясные примеры поведения. Младенцы имитируют цели действий, а не их точную форму; по-видимому, движения других людей кодифицируются для них в контексте достижения той или иной цели. Например, если в эксперименте малыш 14 месяцев видит, как человек толкает головой ящик, который затем освещается, через неделю он попробует сделать то же самое. Причем если руки демонстратора были завернуты в простыню, когда он толкал ящик головой, большинство детей пробуют включить механизм руками. Судя по всему, они приходят к выводу, что демонстратор пользовался головой, поскольку не мог сделать то же самое руками. Вы можете развлечься, придумав сходную игру для вашего ребенка.
В тех культурах, которые обеспечивают хорошую тактильную стимуляцию и помогают младенцам развивать моторные навыки, дети на несколько месяцев раньше начинают держать голову, сидеть и ходить.
В Африке, странах Карибского бассейна и индийской культуре матери массируют и вытягивают младенцев после купания. Эти процедуры часто включают раскачивание или подбрасывание малыша в воздух.
У младенцев, которых носят на перевязи через плечо или за спиной, улучшается мышечная сила и координация, поскольку они приспосабливаются к движениям матери. Лабораторные исследования подтверждают, что такая стимуляция способствует двигательному развитию.
Вращение маленького ребенка на офисном кресле в течение 10 недель (безопасный и увлекательный вид стимуляции) или пассивное движение ножками младенца – имитация поездки на велосипеде (ежедневно по 20 минут в течение 8 недель) ускоряет развитие моторных навыков.
В Африке и странах Карибского бассейна некоторые матери учат детей сидеть, усаживая младенца на коленях либо прислоняя его к подушке или другой опоре. Для обучения навыкам ходьбы мать держит младенца в стоячем положении и покачивает его вверх-вниз, заставляя делать маленькие шажки. Когда ребенок учится стоять прямо, мать поощряет его делать шаги, держась за мебель или перила, иногда подманивая его с помощью лакомства. В этих культурах даже самые маленькие дети проводят большую часть времени в сидячем или стоячем положении.
Западные же родители используют такой подход, лишь когда учат малышей подниматься по лестнице. Тренированные младенцы развивают моторные навыки быстрее своих сверстников, но это относится лишь к конкретным практикуемым навыкам.
Лабораторные исследования подтверждают, что дети, которых побуждают делать ползающие движения, раньше начинают ползать, а те, что имитируют движения при ходьбе, раньше начинают ходить. С другой стороны, дети медленнее развивают моторные навыки, если их движения в целом ограниченны.
Так, летом младенцы начинают ползать на 3 недели раньше, чем зимой. Очевидно, это происходит потому, что холодная погода ограничивает возможности обучения второй группы детей.
Можно ли сказать, что дети, которые раньше начинают ходить, в итоге имеют более развитые моторные навыки по сравнению с теми, кто позже встает на ноги?
Вероятно, нет, если только они не продолжают развивать свои способности более интенсивно, чем другие дети. В некоторых культурах взрослые регулярно бегают на большие расстояния или переносят тяжелые грузы, но эти навыки требуют многолетней подготовки.
В период интенсивного обучения в мозге ребенка образуется огромное количество связей между нейронами. Незадолго до и после рождения формируется до 40 000 новых синапсов в секунду. К одному году мозг ребенка достигает 70% размера мозга взрослого человека, а к двум годам уже 80%. Этот рост особенно выражен в мозжечке, где происходит сбор сенсорной информации для управления движением. Кора головного мозга тоже активно развивается с самого рождения. За первые два года жизни она вдвое увеличивается по площади, причем большая часть этого роста приходится на период до одного года. Хотя в определенной мере это связано с появлением новых нейронов, основной причиной является формирование новых связей. Совершенствование аксонов, дендритов и синапсов – всех частей нейрона, которые позволяют ему «общаться» с другими нейронами, – в течение первого года жизни происходит стремительно. В это время также осуществляется интенсивная миелинизация: глиальные клетки соединяются вокруг аксонов и образуют изолирующий слой, который увеличивает скорость и эффективность передачи сигнала от одного нейрона к другому.
Вы можете подумать, что впечатления ребенка определяют места образования новых синапсов, но это не так. Мы уже говорили, что мозг новорожденного формирует огромное количество относительно неизбирательных связей между нейронами, а затем постепенно избавляется от тех, которые используются недостаточно часто (см. главу 5). Если мозг сравнить с розовым кустом, то жизненный опыт скорее подобен не удобрению, а форме подстрижки, при которой отсекается все лишнее.
Дети прекрасно умеют воспринимать от своих опекунов то, что им требуется.Двигательное развитие происходит в последовательности, определяемой взрослением мозга. Дело в том, что в первичной моторной коре содержится карта тела, которая совершенствуется в определенном порядке. Таким образом, дети учатся управлять движениями лица и головы до того, как могут протягивать руки, и лишь потом они учатся ходить. К 3-му месяцу жизни мозг младенца развивается в достаточной степени для того, чтобы успешно контролировать некоторые реакции. В этом возрасте малыши начинают подавлять рефлексы и непроизвольные движения глаз. Моторные способности позволяют им уже сохранять равновесие при изменении позы. У них также появляется четкая целевая ориентация поведения, включая координацию движений головы и глаз и протягивание руки к предметам. В этот период также сокращается время, которое младенцы тратят на плач. К счастью для родителей, поведение младенца в первые 3 месяца жизни не является показателем его будущего характера.
К 4-месячному возрасту движение глаз ребенка показывает, что он уже способен предсказывать, когда предмет появится из-за ширмы. Это самое раннее проявление навыка, который с возрастом будет приобретать все более важное значение. Умение предвидеть будущие события – например, изменение позы для того, чтобы предотвратить угрозу потери равновесия до того, как она возникнет, – ключевой аспект моторной функции у взрослых людей. Предсказательный двигательный контроль осуществляется в мозжечке, поэтому его рост имеет важное значение для развития этой способности.
Даже в очень раннем возрасте дети кое-что знают о предметах, но им еще предстоит много узнать. Тот факт, что пространство является трехмерным, кажется очевидным даже для младенцев. Новорожденные отклоняются от предметов, которые движутся по направлению к ним, а как только дети начинают контролировать движения рук, они тянутся к предметам, которые хотят получить.
С другой стороны, идея о том, что предметы обладают неизменными свойствами, усваивается медленно. В начале жизни ключевым фактом восприятия предметов является движение. Взрослые тоже реагируют на это (вещи, которые движутся вместе, рассматриваются как части одного предмета), но дети доводят эту концепцию до крайности. В 5-месячном возрасте дети, которым показывают мягкую игрушку, исчезающую за ширмой, а потом игрушечный автомобиль, появляющийся с другой стороны и движущийся по той же траектории, не выглядят удивленными. В этом возрасте они определенно могут проводить различие между двумя игрушками, но само движение предмета кажется им более важным. К одному году изменение свойств большинства предметов, например формы или цвета, уже вызывает реакцию; это подразумевает, что представление о скрытых предметах стало гораздо более богатым.
Дети проделывают всю эту работу, не нуждаясь в особой подготовке или снаряжении. Любой ребенок с нормальным мозгом и в нормальной обстановке развивает навыки, значимые для этого периода его жизни. Детьми движет стремление развивать эти навыки, а родители учат их, просто общаясь с ними в повседневной жизни. Родителям достаточно вести себя естественно и радоваться, наблюдая за ребенком и помогая ему открывать мир.
Глава 4
Природа, воспитание и многое другое
Возраст: от зачатия до поступления в колледж
Когда ученые говорят, что принцип «природа против воспитания» устарел, поскольку обе эти силы действуют совместно, это не тот случай, когда обессилевшие дуэлянты говорят: «Не можем ли мы просто поладить друг с другом?» Это – биологический факт, и мы многое понимаем в деталях этого процесса.
Пока мы рассказали вам, как мозг ребенка развивается преимущественно по автоматическим программам и адаптируется к окружающей среде. Может показаться, что эти два утверждения противоречат друг другу, если думать об автоматических программах как о генах, что свойственно многим людям. Такое представление не вполне верно. Эти программы контролируют взаимодействие между генами и окружающей средой во время развития вашего ребенка.
Одной из причин, по которым люди проявляют интерес к таким дискуссиям, является широко распространенное мнение, что генетический вклад в развитие личности – определяющий фактор, в то время как условиям окружающей среды свойственна гибкость. Поэтому кажется консервативным утверждать, что мальчики и девочки биологически отличаются друг от друга, а утверждение о том, что за различия в их поведении отвечает процесс социализации, воспринимается как признак либерализма. Такие дискуссии заводят в никуда из-за некорректности обеих предпосылок.
Гены устанавливают программу развития мозга (см. главу 2), но по мере взросления ребенка его мозг реагирует на окружающий мир, проводя тонкую настройку на местные обстоятельства. Человеческая способность жить в самых разных условиях – следствие естественного отбора в пользу генов, благоприятствующих гибкости поведения (см. врезку «Знаете ли вы? Культура может быть двигателем эволюции»). Почти все гены, которые влияют на поведение, изменяют показатели развития в конкретных обстоятельствах, но неточно определяют их, поэтому наследственность вашего ребенка не программирует его судьбу.
На самом деле с точки зрения отдельного нейрона трудно провести различие между генетическим воздействием и влиянием окружающей среды. Сигналы, которые поступают в мозг через глаза или уши (т.е. через органы восприятия), влияют на развитие (формируя химические сигналы для модификации генов или протеинов) точно так же, как это осуществляют генетические воздействия. Некоторые из этих перемен обратимы, другие – необратимы. Но то обстоятельство, возникли ли они внутри организма или за его пределами, не имеет решающего значения.
Впоследствии мы поговорим о том, каким образом опыт может изменять химию нейронов и связи между ними. Здесь мы попробуем объяснить, как взаимосвязь генов и окружающей среды влияет на развитие вашего ребенка.
Начнем с простого принципа: гены вашего ребенка могут повлиять на его проявления, и наоборот. Его личные качества приводят к поиску определенного жизненного опыта (см. врезку «Знаете ли вы? Почему вы не становитесь копией своей матери?» в главе 17), а его склонность реагировать на других людей некоторым образом влияет на то, как они ведут себя по отношению к нему. Раздражительного ребенка, которого трудно успокоить, не будут воспитывать так же, как спокойного и радостного ребенка, независимо от того, кто заботится о нем. Вместе с тем окружение вашего ребенка (до или после рождения) может вызывать постоянные изменения в его генах. Химические модификации – как реакция на жизненный опыт – могут «отключать» определенные гены в некоторых клетках, нередко на всю жизнь (см. врезку «Знаете ли вы? Отпечатки на геноме»).
Поскольку влияние идет в обоих направлениях, многие процессы развития представляют собой петлеобразные обратные связи, где гены влияют на наше окружение, которое, в свою очередь, влияет на наши гены (или по крайней мере на способ их проявления) и так далее. Идея взаимного влияния трудно поддается осмыслению. Когда мы думаем о генетическом наследии, то, как правило, обращаемся к знакомым примерам, таким как школьные уроки о морщинистой и гладкой фасоли Грегора Менделя или о генах, отвечающих за цвет глаз. Эти примеры учат в школе, так как их просто объяснить на конкретном материале, но большинство генов воздействуют на мозг и поведение значительно более сложными способами.
Первая проблема заключается в том, что такие оценки применимы лишь к конкретной обстановке, которая была изучена, но может измениться в зависимости от множества других обстоятельств. Например, около 60% индивидуальных различий коэффициента умственного развития (IQ) среди людей среднего класса принято приписывать генетическим различиям и почти ничего – обстановке в семье ребенка. С другой стороны, относительно людей, живущих в бедности, около 60% индивидуальных различий IQ связывают с окружающей средой, а гены отвечают менее чем за 10%. Иными словами, генетический умственный потенциал ребенка ограничен конкретными обстоятельствами, в которых он растет.
Пока мы рассказали вам, как мозг ребенка развивается преимущественно по автоматическим программам и адаптируется к окружающей среде. Может показаться, что эти два утверждения противоречат друг другу, если думать об автоматических программах как о генах, что свойственно многим людям. Такое представление не вполне верно. Эти программы контролируют взаимодействие между генами и окружающей средой во время развития вашего ребенка.
Одной из причин, по которым люди проявляют интерес к таким дискуссиям, является широко распространенное мнение, что генетический вклад в развитие личности – определяющий фактор, в то время как условиям окружающей среды свойственна гибкость. Поэтому кажется консервативным утверждать, что мальчики и девочки биологически отличаются друг от друга, а утверждение о том, что за различия в их поведении отвечает процесс социализации, воспринимается как признак либерализма. Такие дискуссии заводят в никуда из-за некорректности обеих предпосылок.
Гены устанавливают программу развития мозга (см. главу 2), но по мере взросления ребенка его мозг реагирует на окружающий мир, проводя тонкую настройку на местные обстоятельства. Человеческая способность жить в самых разных условиях – следствие естественного отбора в пользу генов, благоприятствующих гибкости поведения (см. врезку «Знаете ли вы? Культура может быть двигателем эволюции»). Почти все гены, которые влияют на поведение, изменяют показатели развития в конкретных обстоятельствах, но неточно определяют их, поэтому наследственность вашего ребенка не программирует его судьбу.
Знаете ли вы? Отпечатки на геномеА вот влияние некоторых внешних факторов на развитие мозга является необратимым. Например, культура полностью определяет родной язык вашего ребенка, но после того, как процесс освоения первичного языка завершается, уже нет возможности заменить его другим родным языком.
Разве жизненный опыт вашего ребенка может приводить к постоянным изменениям в его генах? Кажется, что эта идея противоречит тому, чему нас учили в школе, однако она опирается на клеточные процессы, известные биологам. В ответ на различные сигналы так называемые эпигенетические модификации могут заблокировать участок ДНК, производя химические изменения, которые влияют на его форму, так что белок, закодированный в этом гене, не может образоваться (см. рис. на стр. 83).
При копировании ДНК в процессе клеточного деления копируются также эпигенетические модификации, поэтому все следующие поколения клеток сохраняют эту информацию.
Ученым давно известен этот процесс. Он объясняет, почему разные типы клеток (например, нейроны и клетки почек) выглядят и действуют по-разному, хотя содержат одну и ту же ДНК.
Более современные исследования показывают, что события, происходящие в окружающей среде, могут вызвать сходные долговременные изменения в ДНК, преобразуя кратковременный опыт в постоянную генную модификацию. Накопление эпигенетических модификаций также объясняет, почему однояйцевые близнецы, у которых набор генов абсолютно одинаковый, не выглядят как полные копии друг друга.
Когда эпигенетические модификации возникают в сперме или яйцеклетках, они могут повлиять на будущие поколения. Этот процесс лучше всего изучен на лабораторных животных.
Например, самки мышей, которые в молодости провели 2 недели в так называемой обогащенной среде (со множеством лесенок, мест для лазания и игрушек), легче поддавались обучению в зрелом возрасте. То же самое делали их мышата, даже те, которые воспитывались приемной матерью и росли не в обогащенной среде. Мышата извлекали пользу из опыта своей матери, передаваемого через эпигенетические модификации с ее ДНК.
Эти исследования находятся на раннем этапе, поэтому список известных эпигенетических эффектов продолжает расти. Каждый опыт социального взаимодействия может модифицировать последующее поведение, включая реакцию на стресс (см. главу 26), благодаря эпигенетической модификации отдельных генов.
Питание в дородовом и на ранних стадиях послеродового периода может повлиять на риск возникновения сердечных заболеваний, диабета 2-го типа, тучности и рака у людей в зрелом возрасте. Эксперименты на животных поддерживают идею, что подобные эффекты могут иметь отношение к эпигенетической модификации ДНК. Пристрастие к кокаину ведет к эпигенетическим изменениям, возможно, объясняющим причину тяжелого отвыкания от наркотика. Эпигенетическая модификация представляет собой простой химический процесс, но она может буквально кодировать жизненный опыт и передавать вашим детям частицу вашей личности.
На самом деле с точки зрения отдельного нейрона трудно провести различие между генетическим воздействием и влиянием окружающей среды. Сигналы, которые поступают в мозг через глаза или уши (т.е. через органы восприятия), влияют на развитие (формируя химические сигналы для модификации генов или протеинов) точно так же, как это осуществляют генетические воздействия. Некоторые из этих перемен обратимы, другие – необратимы. Но то обстоятельство, возникли ли они внутри организма или за его пределами, не имеет решающего значения.
Впоследствии мы поговорим о том, каким образом опыт может изменять химию нейронов и связи между ними. Здесь мы попробуем объяснить, как взаимосвязь генов и окружающей среды влияет на развитие вашего ребенка.
Начнем с простого принципа: гены вашего ребенка могут повлиять на его проявления, и наоборот. Его личные качества приводят к поиску определенного жизненного опыта (см. врезку «Знаете ли вы? Почему вы не становитесь копией своей матери?» в главе 17), а его склонность реагировать на других людей некоторым образом влияет на то, как они ведут себя по отношению к нему. Раздражительного ребенка, которого трудно успокоить, не будут воспитывать так же, как спокойного и радостного ребенка, независимо от того, кто заботится о нем. Вместе с тем окружение вашего ребенка (до или после рождения) может вызывать постоянные изменения в его генах. Химические модификации – как реакция на жизненный опыт – могут «отключать» определенные гены в некоторых клетках, нередко на всю жизнь (см. врезку «Знаете ли вы? Отпечатки на геноме»).
Знаете ли вы? Культура может быть двигателем эволюцииНет сомнения, что и гены, и окружающая среда сильно влияют на индивидуальные различия в поведении. Гены, которые ребенок наследует от родителей, не окончательно определяют, каким человеком он станет, но они определяют спектр возможностей развития, открытых для него. Даже с учетом этого одинаковые генетические тенденции могут очень по-разному проявляться в разных культурах (см. главу 20). Из-за широкого взаимодействия почти невозможно вычислить, в какой степени то или иное поведение обусловлено генами или окружающей средой.
Наш жизненный опыт также может модифицировать человеческий геном в эволюционном масштабе времени за счет влияния культурных изменений на естественный отбор. Генетики рассматривают культуру как любую усвоенную информацию, влияющую на поведение, которая может включать знания, навыки, ценности и убеждения.
Примерно 8-9 тысяч лет назад, когда египтяне начали одомашнивать коров, молоко стало пищей и для взрослых, а не только для младенцев. До этой перемены, которая была исключительно культурным новшеством, взрослые люди не переносили лактозу и не могли переваривать молоко. По мере распространения скотоводства гены, которые приводили к выработке энзима лактозы у взрослых людей, встречались все чаще, поскольку люди, способные переваривать молоко, в целом питались лучше тех, кто не мог этого делать. Различные генетические мутации привели к усвоению лактозы у населения Европы и Восточной Африки примерно в то же время, когда там началось разведение домашнего скота. В наши дни непереносимость лактозы остается распространенной у людей азиатского и западноафриканского происхождения, чьи предки не занимались одомашниванием крупного рогатого скота.
По оценкам исследователей, от 700 до 2000 человеческих генов проявляют признаки недавней быстрой эволюции; многие из этих изменений могут быть вызваны культурными переменами. Например, гены, которые помогают нашему организму реагировать на патогены, изменялись очень быстро. Возможно, эволюция новых систем иммунной защиты была вызвана развитием фермерства, что привело к новым заболеваниям из-за тесного контакта людей с животными и их микробами.
Другие группы генов тоже быстро изменяются. Одна из них, связанная с усвоением различных видов еды и алкоголя, могла быть сформирована привычками питания. Начало тепловой обработки продуктов коррелирует с изменениями в пищеварительном тракте, развитием рецепторов горького вкуса, формированием зубной эмали и особенностей челюстной мускулатуры. Другим примером являются гены, которые влияют на функции мозга, о чем свидетельствуют явные успехи в таких областях, как язык и способность к обучению. Довольно любопытна третья категория генов, которая определяет физический облик: цвет кожи, цвет и толщину волос, а также цвет глаз. Подбор этих генов может быть следствием культурно детерминированных половых предпочтений, а также факторов окружающей среды, таких как количество времени, проводимого на солнце.
Культурные изменения тоже способны защищать людей от стрессов, вызванных новой средой обитания. Когда люди мигрировали в более холодные места, они научились поддерживать огонь и одеваться в меховые шкуры вместо того, чтобы обрастать шерстью и накапливать слой подкожного жира, который защищает других животных при низких температурах. Некоторые исследователи выдвинули гипотезу, что способность адаптироваться к новой обстановке за счет усвоенных схем поведения может освободить наш вид от некоторых ограничений, налагаемых естественным отбором на других животных, и таким образом позволяет нам поддерживать необычно широкое разнообразие генетических особенностей нашего вида.
Первая проблема заключается в том, что такие оценки применимы лишь к конкретной обстановке, которая была изучена, но может измениться в зависимости от множества других обстоятельств. Например, около 60% индивидуальных различий коэффициента умственного развития (IQ) среди людей среднего класса принято приписывать генетическим различиям и почти ничего – обстановке в семье ребенка. С другой стороны, относительно людей, живущих в бедности, около 60% индивидуальных различий IQ связывают с окружающей средой, а гены отвечают менее чем за 10%. Иными словами, генетический умственный потенциал ребенка ограничен конкретными обстоятельствами, в которых он растет.