Machen unsere Gene uns schlau? Über die molekularen Grundlagen der Intelligenz

Neue Strategien: Hand in Hand zur Lösung des Rätsels

Neben der Identifikation von kausal verantwortlichen genetischen Varianten ist allerdings die Aufklärung der neurobiologischen Pfade, die den statistischen Zusammenhang zwischen SNP und Intelligenz erklären, genauso wichtig. Schon jetzt besteht die Möglichkeit, nach Assoziationen zwischen Genvarianten und Merkmalen auf den in Abbildung 2 beschriebenen Betrachtungsebenen, die in einem begründbaren Zusammenhang mit Intelligenz stehen, zu suchen. Dieser Ansatz ist in der psychiatrischen Genetik weit verbreitet und wird als „Endophänotypenansatz“ bezeichnet (Gottesman & Gould, 2003). Da sehr viele vermittelnde Schritte zwischen genetischen Unterschieden und einer Verhaltensdisposition wie Intelligenz liegen, sind die Chancen, verlässliche Genassoziationen mit relevanten biologischen Merkmalen wie Hirnaktivierungsmustern oder der funktionellen und strukturellen Organisation neuronaler Schaltkreise zu finden, wesentlich höher. Außerdem bietet dieser Ansatz die Möglichkeit, die molekularen Mechanismen der Intelligenz zu erklären und über eine Beschreibung der Zusammenhänge zwischen genetischen Unterschieden und kognitiven Merkmalen hinauszugehen. Beispiele für vielversprechende Endophänotypen sind das Arbeitsgedächtnis und Organisationsprinzipien des Konnektoms (Gesamtheit neuronaler Verknüpfungen im Gehirn). Das Arbeitsgedächtnis ist ein Gedächtnissystem, das der kurzfristigen Aufrechterhaltung und Manipulation von Information dient und eine wichtige Rolle bei der Handlungsplanung und beim problemlösenden Denken spielt (Baddeley, 1986). Die neuronalen Grundlagen des Arbeitsgedächtnis sind vergleichsweise gut untersucht und es sind vielversprechende genetische Assoziationen dokumentiert (Markett, Montag & Reuter., 2010; Reuter et al., 2007; Stelzel, Basten, Montag, Reuter & Fiebach, 2009;). Das Konnektom wiederum beschreibt die Gesamtheit neuronaler Verknüpfungen im Gehirn. Es gibt Hinweise, dass Intelligenz in einem stark positiven Zusammenhang zur Informationsverarbeitungseffizienz des Konntekoms steht (van den Heuwel, Stam, Kahn & Pol, 2009). Die Gehirne hochintelligenter Menschen können verschiedene Informationen scheinbar schneller verknüpfen und verarbeiten. Molekulargenetische Studien zum Konnektom scheinen vielversprechend, stehen aber noch aus. Der Endophänotypenansatz ist eine komplementäre Strategie zu genomweite Assoziationsstudien. Gemeinsam werden sie in den kommenden Jahren die molekularen Grundlagen von Intelligenzunterschieden entschlüsseln und damit helfen, eines der zentralen Rätsel der Psychologie zu lösen.

Literatur

Baddeley, A. D. (1986). Working memory. Oxford, UK: University Press.

Benyamin, B., Pourcain, B., Davis, O. S., Davies, G., Hansell, N. K., Brion, M.-J. A., et al. (2014). Childhood intelligence is heritable, highly polygenic and associated with FNBP1L. Molecular Psychiatry, 19, 253-258.

Davies, G., Tenesa, A., Payton, A., Yang, J., Harris, S. E., Liewald, D., et al. (2011). Genome-wide association studies establish that human intelligence is highly heritable and polygenic. Molecular Psychiatry, 16, 996-1005.

Deary, I. J., Johnson, W. & Houlihan, L. M. (2009). Genetic foundations of human intelligence. Human Genetics, 126, 215-232.Montag, C. & Reuter, M. (2014). Disentangling the molecular genetic basis of personality: From monoamines to neuropeptides. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 43, 228-239.

Gibson, G. (2012). Rare and common variants: twenty arguments. Nature Reviews Genetics, 13, 135-145.

Gottesman, I. I. & Gould, T. D. (2003). The endophenotype concept in psychiatry: etymology and strategic intentions. The American Journal of Psychiatry, 160, 636-645.

Markett, S., Montag, C. & Reuter, M. (2010). The association between dopamine DRD2 polymorphisms and working memory capacity is modulated by a functional polymorphism on the nicotinic receptor gene CHRNA4. Journal of Cognitive Neuroscience, 22, 1944-1954.

Plomin, R., Kennedy, J. K. & Craig, I. W. (2006). The quest for quantitative trait loci associated with intelligence. Intelligence, 34, 513-526.

Plomin, R., Owen, M. J. & McGuffin, P. (1994). The genetic basis of complex human behaviors. Science, 264, 1733-1739.

Reuter, M., Esslinger, C., Montag, C., Lis, S., Gallhofer, B. & Kirsch, P. (2008). A functional variant of the tryptophan hydroxylase 2 gene impacts working memory: A genetic imaging study. Biological Psychology, 79, 111-117.

Stelzel, C., Basten, U., Montag, C., Reuter, M. & Fiebach, C. J. (2009). Effects of dopamine-related gene–gene interactions on working memory component processes. European Journal of Neuroscience, 29, 1056-1063.

van den Heuvel, M. P., Stam, C. J., Kahn, R. S. & Pol, H. E. H. (2009). Efficiency of functional brain networks and intellectual performance. The Journal of Neuroscience, 29, 7619-7624.

 

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