Genetica e Connettività Cerebrale nelle Abilità Linguistiche
Uno studio rivela fattori genetici che influenzano le aree del cervello coinvolte nell'elaborazione del linguaggio.
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Indice
Gli esseri umani hanno una capacità speciale di comunicare attraverso il linguaggio, che ci distingue dagli altri primati. Il nostro cervello è strutturato diversamente per il linguaggio, con la maggior parte degli adulti che usa di più il lato sinistro per i compiti linguistici. Circa l'85% degli adulti ha una forte preferenza per il lato sinistro, mentre alcuni non mostrano una chiara preferenza e un gruppetto molto ristretto si appoggia di più al lato destro.
La parte sinistra del cervello utilizzata per il linguaggio ha diverse aree chiave che lavorano insieme, ma anche il lato destro può essere coinvolto quando comprendiamo il linguaggio, soprattutto quando cerchiamo di capire piuttosto che produrlo.
Genetica e abilità linguistiche
Le ricerche hanno dimostrato che la nostra capacità di usare il linguaggio è fortemente influenzata dai nostri geni. Alcuni fattori genetici rendono alcune persone più propense a avere problemi nello sviluppo del linguaggio, come problemi di parola infantili, disturbi specifici del linguaggio e dislessia. Anche i neonati mostrano segni di queste differenze cerebrali, suggerendo che la genetica gioca un ruolo significativo fin dall'inizio.
Studi su grandi gruppi di persone hanno iniziato a identificare geni specifici legati alle abilità linguistiche e alle capacità di lettura. La mano dominante, o quale mano una persona preferisce usare, è anche correlata a come il cervello è strutturato per il linguaggio. Questa connessione indica che ci sono interazioni complesse tra genetica, struttura cerebrale e abilità linguistiche.
I geni identificati finora rappresentano solo una piccola parte delle differenze che vediamo nelle abilità linguistiche. Per capire meglio come i geni influenzano la funzione linguistica, i ricercatori devono studiare come le diverse aree del cervello si connettono e lavorano insieme, specialmente in grandi gruppi di persone. Al momento, non ci sono abbastanza set di dati che abbiano esaminato l'attività cerebrale mentre le persone svolgono compiti linguistici, ma le scansioni cerebrali a riposo possono fornire informazioni utili.
Utilizzare le scansioni cerebrali per capire il linguaggio
Le scansioni fMRI a riposo esaminano come le diverse parti del cervello lavorano insieme quando una persona non sta facendo un compito specifico. Questo approccio aiuta i ricercatori a evitare le complicazioni che possono sorgere quando i compiti specifici influenzano la funzione cerebrale. Queste scansioni possono anche fornire spunti sull'organizzazione generale del cervello.
In studi precedenti, i ricercatori hanno trovato una connessione tra aree cerebrali coinvolte nel linguaggio e geni specifici che potrebbero contribuire alle abilità linguistiche. Ad esempio, uno studio recente ha identificato 20 posizioni specifiche nel genoma che si relazionano a come funziona la rete linguistica nel cervello. La ricerca ha anche definito un gruppo centrale di regioni cerebrali attive durante i compiti linguistici.
Panoramica dello studio
In questo studio, i ricercatori hanno esaminato come diverse regioni del cervello comunicano durante il riposo e come questo si relaziona a fattori genetici. Hanno utilizzato dati di quasi 30.000 partecipanti a un ampio studio nel Regno Unito. L'obiettivo era scoprire se ci sono marcatori genetici che influenzano la Connettività cerebrale in aree legate al linguaggio.
I ricercatori si sono concentrati su 36 regioni cerebrali coinvolte nel linguaggio, dividendole tra i lati sinistro e destro del cervello. Hanno esaminato le connessioni tra queste regioni e come i fattori genetici potrebbero influenzare tali connessioni.
Analisi delle varianti genetiche
I ricercatori hanno identificato varie varianti genetiche associate alla connettività della rete linguistica. Hanno effettuato test approfonditi per vedere come queste varianti potessero influenzare l'elaborazione del linguaggio nel cervello. Hanno trovato che alcune varianti avevano effetti chiari su come diverse regioni cerebrali comunicavano durante i compiti linguistici.
Utilizzando metodi statistici, sono riusciti a vedere quali varianti genetiche erano più fortemente correlate alla connettività cerebrale. Questo ha aiutato a identificare un certo numero di geni che sembrano giocare un ruolo nel funzionamento della rete linguistica del cervello.
Risultati sulle associazioni genetiche
I ricercatori hanno riportato 14 posizioni genetiche chiave legate a quanto bene la rete linguistica si connette nel cervello. Hanno anche trovato relazioni tra alcuni di questi fattori genetici e differenze emisperiche, il che significa se un lato del cervello era più connesso dell'altro.
Sono stati messi in evidenza diversi geni in questa ricerca. EPHA3, per esempio, si è distinto come un gene coinvolto nello sviluppo cerebrale e sembra influenzare come il cervello si organizza per gestire i compiti linguistici. Un altro gene, TBC1D5, era associato sia alla connettività linguistica che alla mano dominante, suggerendo che potrebbe influenzare come il cervello sviluppa le proprie capacità linguistiche.
Lo studio ha anche esplorato come le predisposizioni genetiche influenzano le abilità legate al linguaggio, la dislessia e la mano dominante. Hanno trovato che coloro che avevano una tendenza genetica per abilità linguistiche più elevate avevano connessioni più forti nel lato sinistro del cervello. Al contrario, quelli con una tendenza alla dislessia o alla sinistra mostrano schemi diversi di connettività cerebrale.
Il ruolo delle varianti genetiche rare
Oltre alle variazioni genetiche comuni, i ricercatori hanno anche esaminato cambiamenti genetici rari che potrebbero influenzare le abilità linguistiche. Hanno trovato diversi geni legati alla connettività della rete linguistica, tra cui NIBAN1 e DDX25, suggerendo che queste varianti rare potrebbero avere effetti significativi negli individui che le portano.
Questi risultati sono importanti perché forniscono indizi su come i processi linguistici potrebbero essere influenzati dalla genetica a livello individuale, il che potrebbe aiutarci a comprendere condizioni come la dislessia o altre sfide legate al linguaggio.
Implicazioni per future ricerche
Capire come diversi fattori genetici influenzano la connettività cerebrale è fondamentale per districare le complessità dell'elaborazione del linguaggio. I risultati di questo studio aprono la strada a indagini più approfondite su come i geni contribuiscono alle abilità linguistiche e ai disturbi.
Le future ricerche potrebbero concentrarsi su popolazioni specifiche o su individui più giovani per vedere come queste influenze genetiche si manifestano nel tempo. Questo potrebbe chiarire gli aspetti dello sviluppo delle abilità linguistiche e fornire migliori informazioni su interventi per chi ha difficoltà linguistiche.
Conclusione
Questa ricerca evidenzia i legami tra genetica, funzione cerebrale e abilità linguistiche. Identificando geni specifici che influenzano come diverse parti del cervello comunicano durante i compiti linguistici, i ricercatori possono scoprire nuove informazioni che potrebbero portare a un migliore supporto per le persone che affrontano difficoltà linguistiche. La complessità dell'elaborazione del linguaggio nel cervello è modellata non solo dalle nostre esperienze, ma anche dai fattori genetici che influenzano lo sviluppo cerebrale fin da stadi molto precoci. Comprendere queste connessioni sarà cruciale per futuri progressi nel campo della linguistica e delle neuroscienze cognitive.
Titolo: Imaging genetics of language network functional connectivity reveals links with language-related abilities, dyslexia and handedness
Estratto: Language is supported by a distributed network of brain regions with a particular contribution from the left hemisphere. A multi-level understanding of this network requires studying its genetic architecture. We used resting-state imaging data from 29,681 participants (UK Biobank) to measure connectivity between 18 left-hemisphere regions involved in multimodal sentence-level processing, as well as their right-hemisphere homotopes, and interhemispheric connections. Multivariate genome-wide association analysis of this total network, based on genetic variants with population frequencies > 1%, identified 14 genomic loci, of which three were also associated with asymmetry of intrahemispheric connectivity. Polygenic dispositions to lower language-related abilities, dyslexia and left-handedness were associated with generally reduced leftward asymmetry of functional connectivity. Exome-wide association analysis based on rare, protein-altering variants (frequencies[≤] 1%) suggested 7 additional genes. These findings shed new light on genetic contributions to language network organization and related behavioural traits.
Autori: Clyde E. Francks, J. S. Amelink, M. C. Postema, X.-Z. Kong, D. Schijven, A. Carrion-Castillo, S. Soheili-Nezhad, Z. Sha, B. Molz, M. Joliot, S. E. Fisher
Ultimo aggiornamento: 2024-03-11 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.22.568256
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.22.568256.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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