شناسایی نوعی ژن با نقشی کلیدی در درک زبان و گفتار

دانشمندان علوم اعصاب دریافته‌اند؛ یک جهش ژنی که بیش از نیم میلیون سال پیش روی داده ممکن است کلید توانایی منحصربه‌فرد انسان در تولید و درک گفتار باشد.
محققان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) و چند دانشگاه اروپایی نشان داده‌اند که نسخه انسانی یک ژن به نام FOXP2 تبدیل تجربیات جدید به عادات را آسان می‌کند. این پژوهشگران تعدادی موش را با ژن FOXP2 انسانی پرورش دادند و متوجه شدند که آن‌ها نسبت به موش‌های عادی خیلی سریع‌تر از هزارتو عبور می‌کنند.
آن گریبیل ، استاد و عضو مؤسسه تحقیقات مغز مک گاورن(McGovern) در موسسه فناوری ماساچوست و محقق ارشد این مطالعه می‌گوید: «این یافته‌ها نشان می‌دهد که ممکن است FOXP2 به‌عنوان یک مؤلفه کلیدی در یادگیری زبان و تبدیل تجارب، به انسان کمک کند. برای مثال شنیدن واژه «لیوان» درحالی‌که یک لیوان آب به ما نشان داده می‌شود و درنتیجه ایجاد غیرارادی‌ رابطه‌ای بین واژه «لیوان» و اشیایی که ظاهر و عملکردی مانند لیوان دارند؛ نمودی از این مسئله است»
گریبیل می‌افزاید: «این نکته حائز اهمیت است که نوع ژنی که به ما قدرت تکلم می‌دهد، ممکن است مرتبط با نوع خاصی از آموزش باشد که ما را از داشتن یک تعامل آگاهانه به سمت ساخت آن پیش می‌برد.»
ولفگانگ اِنارد ، استاد انسان‌شناسی و ژنتیک انسان در دانشگاه لودویگ ماکسی میلیانز(Ludwig-Maximilians) در آلمان از دیگر محققان ارشد است که این هفته در آکادمی ملی پیشرفت‌های علوم شرکت می‌کند. نویسندگان اصلی مقاله کریستین شریویز ، فارغ‌التحصیل سابق اِمآیتی و اولریک بورنسچین ، عضو مؤسسه انسان‌شناسی تکاملی ماکس پلانک در آلمان هستند.
همه‌ی گونه‌های جانوری با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند، اما انسان توانایی منحصربه‌فردی برای تولید و درک زبان دارد. FOXP2یکی از چندین ژنی است که دانشمندان معتقدند ممکن است به توسعه این مهارت‌های زبانی کمک کرده باشد. این ژن برای اولین بار در اعضای یک خانواده شناخته شد که مشکلات جدی در صحبت کردن و درک گفتار داشتند و حامل نسخه جهش‌یافته‌ای از ژن FOXP2 بودند.
در سال 2009، سوانته پابو ، مدیر مؤسسه انسان‌شناسی تکاملی ماکس پلانک، به همراه گروهش تعدادی موش را با ژن FOXP2 انسانی پرورش دادند که پروتئینی را کدگذاری می‌کند که نسبت به ژن FOXP2 موش تنها در دو آمینواسید تفاوت دارد. گروه او دریافت که این موش‌ها دندریت‌های (امتدادهای بلند و باریکی که نورون‌ها جهت ارتباط باهم استفاده می‌کنند) بلندتری در قسمتی از مغز که در شکل‌گیری عادات دخیل است داشتند. آن‌ها همچنین در تشکیل سیناپس‌های جدید یا اتصالات بین سلول‌های عصبی برتری داشتند.
فاز اول این نوع یادگیری نیازمند استفاده از حافظه اظهاری و یا حافظه برای وقایع و اماکن است. باگذشت زمان، این حافظه‌ها تبدیل به عادات شده و از طریق حافظه اجرایی (حافظه‌ی لازم برای کارهای روزمره، مانند رانندگی روزانه و یا بازی تنیس پس از هزاران بار تمرین) کدگذاری می‌شوند.
با استفاده از نوع دیگری از هزارتو به نام هزارتوی ضربدری، شریویز و همکارانش در موسسه فناوری ماساچوست قادر به آزمودن توانایی موش‌ها در هر یک از انواع حافظه به‌تنهایی و همچنین تعامل دو نوع حافظه شدند. آن‌ها دریافتند که موش‌هایی با FOXP2 انسانی، هنگامی‌که فقط یک نوع از حافظه موردنیاز بود، عملکردی مشابه موش‌های عادی داشتند و زمانی برتری داشتند که برای یادگیری، نیازمند تبدیل حافظه اظهاری به عادات بودند. یافته کلیدی این است که ژن FOXP2 انسانی تبدیل امور آگاهانه به عادات را آسان می‌کند.
پروتئین ساخته‌شده توسط FOXP2 ژن‌های دیگر را خاموش و روشن می‌کند. در این مطالعه، محققان دریافتند FOXP2 ژن‌های دخیل در تنظیم اتصالات سیناپسی بین نورون‌ها را روشن می‌کند. آن‌ها همچنین متوجه افزایش فعالیت دوپامین(dopamine) در بخشی از مغز شدند که در شکل‌گیری موارد ذکرشده دخیل است. علاوه بر این، سلول‌های عصبی برخی از مناطق مغز می‌توانند برای مدت بیشتری در پاسخ به فعال‌سازی طولانی‌مدت (پدیده‌ای به نام افسردگی طولانی‌مدت که برای یادگیری وظایف جدید و تشکیل خاطرات لازم است) خاموش شوند. پژوهشگران بر این باورند که این تغییرات، مغز را به‌طور متفاوتی جهت انطباق با گفتار و فراگیری زبان تنظیم می‌کنند. دانشمندان در حال بررسی چگونگی امکان تعامل FOXP2 با ژن‌های دیگر و اثر گذاشتن بر یادگیری و زبان هستند.
جنویو کنوپکا ، استادیار علوم اعصاب در مرکز پزشکی دانشگاه جنوب غربی تگزاس که در این تحقیق شرکت نداشت می‌گوید: «این مطالعه راه‌های جدیدی برای تفکر در مورد تکامل عملکرد FOXP2 در مغز ارائه می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که FOXP2 انسانی نوعی از یادگیری را که موجب ظهور گفتار و زبان در انسان شده، تسهیل می‌کند. تفاوت مشاهده‌شده در سطح دوپامین و افسردگی طولانی‌مدت نیز قابل‌توجه است و در رابطه با چگونگی تکامل مولکولی یک ژن و امکان منجر شدن به تغییرات در رفتار، جزئیاتی مکانیکی ارائه می‌دهد.»