Гены самоконтроля и самоанализа повышали креативность Homo sapiens в процессе эволюции

Главное эволюционное достижение современного человека — это крайне сложно устроенный мозг, способный достичь невероятных высот в познании окружающего мира и творчестве. Ученые пытаются выяснить, на каком этапе истории вида Homo sapiens приобрел уникальные черты, отличающие его от всех прочих представителей рода Homo, и какие ключевые гены изменились у наших предков, чтобы эти уникальные черты сформировались. Этим вопросам посвящено междисциплинарное исследование, проведенное под руководством специалистов из Американского музея естественной истории и Вашингтонского университета. Статья опубликована в Molecular Psychiatry.

Авторы формулируют несколько важных для этой проблемы положений. Прежде всего, они исходят из того, что понятие поведенчески современного человека Homo sapiens (Sapiens) не тождественно понятию Homo sapiens как вида, и в дальнейшем обозначают его Sapiens. Как пишут ученые, Sapiens от всех прочих гоминин отличаются креативностью: они демонстрируют способность к инновациям, гибкость, глубину планирования, а также символическое мышление и самоанализ, что лежит в основе появления нарративного искусства и языка. Наряду с этим, Sapiens проявляли развитую социальность, были способны к кооперации и альтруизму в заботе о соплеменниках.

Как пишут авторы статьи, Homo sapiens как вид, то есть анатомически современные люди, возникли в Африке 200–160 тысяч лет назад (последние данные указывают на более древние времена: по крайней мере, переходные к нашему виду гоминины существовали уже около 300 тысяч лет назад). Поведенчески современные люди, Sapiens, появились в той же Африке около 100 тысяч лет назад и впоследствии распространились по Евразии и другим континентам. Предполагается, что ключевые для поведения генетические изменения возникли в период африканской истории современного человечества.

Далее авторы разбираются с понятием креативности, или творчества. Они определяют креативность как возможность использовать воображение или оригинальные идеи для достижения полезного результата. Ее связывают с дивергентным мышлением — способностью решать проблемы, рассматривая разные возможные решения, использовать свободные ассоциации. Нейрофизиологи считают, что за дивергентное мышление ответственна активность медиальной префронтальной коры.

Способность к дивергентному мышлению, то есть к творчеству, связана с некоторыми чертами личности, относящимися к темпераменту и характеру. Для их оценки чаще всего используют психометрический тест Temperament and Character Inventory (TCI). Установить ассоциации показателей этого теста с генами та же команда ученых попыталась в 2019 году. Они основывались на трех независимых исследованиях геномных ассоциаций (GWAS), проведенных на выборках из Финляндии, Германии и Южной Кореи, и использовали алгоритм машинного обучения, чтобы связать профили темперамента и характера с генами. Полученные в результате генетические сети, в которые вошли 972 гена, относились к трем системам оценки личности: эмоциональная реактивность, самоконтроль и самоанализ.

В новой работе авторы посмотрели, какие из этих 972 генов присутствуют в геномах неандертальцев (рассмотрели алтайского неандертальца, неандертальца из хорватской пещеры Виндия и из Чагырской пещеры) и шимпанзе. Оказалось, что 509 генов имеются у всех трех видов гоминин, 653 гена — у неандертальцев, 557 генов — у шимпанзе. 267 из 972 генов найдены только у Sapiens.

Из 267 уникальных для сапиенсов генов 169 были связаны с самоанализом, 118 — с самоконтролем и 54 — с эмоциональной реактивностью. По генам эмоциональной реактивности неандертальцы оказались схожи с шимпанзе, а по генам самоконтроля и самоанализа занимали промежуточное положение между шимпанзе и современным человеком. Для современного человека были уникальными 67% генов самоанализа, 63% генов самоконтроля и 59% генов эмоциональной реактивности.

Исходя из числа общих генов, ученые предположили, что генная сеть эмоциональной реактивности наиболее древняя и сформировалась у наших далеких предков около 40 млн. лет назад, сеть самоконтроля — около 2 млн. лет назад, а сеть самоанализа, наиболее молодая, — около 100 тысяч лет назад. Именно ее функционирование, по мнению авторов, необходимо для развития творческих способностей, и именно она способствовала формированию поведенчески современных Sapiens.

А теперь неожиданное: 94% генов, которые отличали современного человека от неандертальцев и шимпанзе, оказались не кодирующими белки, а регуляторными.

«Гены, кодирующие белки, у Homo sapiens, неандертальцев и шимпанзе почти все одинаковы. Эти три вида различаются регуляцией экспрессии этих кодирующих генов регуляторными генами, которые мы нашли только у Homo sapiens, — объясняет первый автор исследования Игорь Звир, биоинформатик из Вашингтонского университета. — Мы показали, что регуляторные гены, уникальные для современного человека, образуют кластеры с определенными кодирующими генами, которые усиленно экспрессируются в мозге и обеспечивают способность к самоанализу. Сеть самоанализа необходима для физического, ментального и социального благополучия человека, поскольку позволяет настраивать наши привычки в соответствии с нашими целями и ценностями».

Наконец, ученые проанализировали экспрессию в мозге уникальных для современного человека генов. Особенно их интересовали гены, объединенные в сеть самоанализа. Оказалось, что эти гены усиленно экспрессируются в регионах мозга, связанных с самоанализом, творчеством и автобиографической памятью. К таковым относятся, в частности, лобная, височная и теменная области коры, а также ассоциативные зоны таламуса, базальных ганглиев и мозжечка. Эти области отличаются поздней миелинизацией аксонов, а значит, поздним созреванием в онтогенезе.

Уникальные для современного человека гены, полагают ученые, были мишенями положительного отбора, поскольку значительно повышали выживаемость человека. Они способствовали развитию новых технологий и приспособленности человека к колебаниям климата за счет обустройства жилищ и изготовления одежды. Они повышали социальность человека и способность к кооперации и одновременно его шансы на долгую и здоровую жизнь.