Особенности поведения дрозофил зависят от случайных вариаций в развитии мозга.

Психологические особенности зависят от генов: память, эмоции, мотивации обслуживаются нейронными сетями в мозге, а формирование и распад нейронных сетей зависит от множества самых разных белков, а белки у нас закодированы в генах. Если какой-то из таких генов получает мутацию, влияющую на его активность, это скажется на работе нейронных цепочек.

Зрительные нейроны дрозофилы, тянущиеся от фоторецепторов (вверху) к областям мозга, анализирующим зрительную информацию. (Фото: NIH Image Gallery / Flickr.com) 

С другой стороны, мозг весьма и весьма пластичен, межнейронные связи в нём появляются и исчезают под влиянием обстоятельств, под влиянием того, чем он преимущественно занимается, под влиянием повседневного опыта, да и под влиянием физических факторов тоже. Поэтому естественно, что психологические особенности индивидуума будут зависеть ещё и от воспитательного действия того, что его окружает: это может быть плохая или хорошая компания в юности, или то, насколько здоровый образ жизни вела мать, пока вынашивала ребёнка (патологии развития у детей, чьи родители были, скажем так, неосторожны с алкоголем – тоже ведь действие среды). Но пластичность мозга не безгранична, а определяется теми же генами. В какой степени на особенности психологии влияют гены, а в какой воспитание – большой вопрос.

Исследователи из французского Национального центра научных исследований вместе с коллегами из Германии и Бельгии делают этот вопрос ещё сложнее. Дело в том, что во время эмбрионального развития даже у генетически идентичных особей могут возникнуть отличия – из-за случайных вариаций в молекулярных процессах. Эти случайности неустранимы – они возникают в силу физико-химических закономерностей, которым подчиняются все биомолекулы, и никак не зависят от генов. В результате даже в мозге у двух генетически идентичных клонов можно найти некие отличия, которые возникли ни по генетическим причинам, ни по причине какого-то жизненного опыта.

Правда, о таких случайных отличиях известно уже довольно давно, но до сих пор никто не проверял, влияют ли они действительно на поведение. Чтобы это проверить, исследователи поставили эксперименты с дрозофилами: их сажали в специальное устройство, в котором мухи стремились доползти до чёрной полосы, но никак не могли её достичь. Обычно в таком устройстве изучают способность ориентироваться и связь ориентировочных нейронных цепей с двигательными, но сейчас задача была другая – оценить, как мухи будут двигаться. Двигались они по-разному: одни из них ползли прямо к цели, другие шли извилистым маршрутом, отклоняясь то в одну, то в другую сторону. То есть налицо были особенности поведения, присущие конкретной особи.

В статье в Science говорится, что эти особенности поведения были связаны с особенностями группы нейронов в мозге, контролирующих зрительную ориентацию: у мух, которые шли к цели напрямую, в межнейронных связях была асимметрия между левыми и правыми ориентационными нейронами. У мух, которые шли к цели извилистым путём, асимметрии в настройке межнейронных связей не наблюдалось. Самое главное же здесь в том, что настройка межнейронных связей в этой зоне мозга есть та самая случайная черта, которая не зависит от генов. Значит, если у какой-то мухи в ходе эмбриогенеза молекулярные сигнальные пути случайным образом срабатывали так, что в рисунке нейронных связей возникала асимметрия, это явно сказывалось на поведении – такая муха ползла к цели по прямой.

То есть случайные процессы в принципе могут влиять на психологические особенности – не слишком утешительный вывод для поклонников предопределения, генетического или воспитательного. Конечно, эксперименты ставили с мухами, однако молекулярно-клеточные случайности не ограничиваются только какой-то узкой группой живых организмов.