利用人工智能来展示个性如何影响我们基因的表达

时间:2024年4月3日
来源:AAAS

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该研究由西班牙格拉纳达大学(UGR)牵头,最近发表在《分子精神病学》杂志上。该研究利用人工智能技术揭示了身心在保持健康方面的相互作用

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由UGR领导的一项使用人工智能的国际研究表明,我们的个性会改变我们基因的表达。这一发现为长期存在的精神和身体如何相互作用的谜团提供了新的线索。

这项研究发表在《分子精神病学》杂志上,研究了一个人的个性和潜在的人生观如何调节他们的基因表达,从而影响他们的健康和幸福。这是第一个测量与人类个性有关的整个基因组转录的研究。

这项多学科和跨学科的研究由安达卢西亚大学间数据科学和计算智能研究所(DaSCI)、UGR计算机科学和人工智能系以及格拉纳达生物健康研究所(ibs.GRANADA)的研究人员领导。该研究是与Robert Cloninger教授(圣路易斯华盛顿大学)、贝勒医学院(美国德克萨斯州)的研究人员和芬兰青年研究(芬兰)合作进行的。

国际研究小组(由遗传学、医学、心理学和计算机科学方面的专家组成)使用了“年轻芬兰人研究”的数据,这是一项在芬兰普通人群中进行的为期40年的广泛研究,在此期间收集了有关参与者健康、身体状况和生活方式的相关信息。此外,参与者还接受了广泛的性格评估,包括气质(习惯和情绪反应)和性格(有意识的目标和价值观)。研究结果表明,某些人生观有利于健康、充实和长寿,而另一些人生观则会导致压力、不健康和短暂的人生。

该研究分析了这些人的基因表达规律,并考虑了三个层次的自我意识,这些自我意识是通过他们的气质和性格特征来衡量的。这些层次被指定为“不受管制的”——被非理性情绪和与他们的传统和服从权威有关的习惯所支配的个人,“有组织的”——自给自足的个人,能够有意地调节自己的习惯,并与他人合作以实现互利,最后,“创造性的”——自我超越的个人,他们调整自己的习惯,与他人、自然或宇宙和谐相处,即使这需要偶尔的个人牺牲。

两个关键发现

作为UGR研究员和该研究的共同主要作者,Coral del Val解释说:“在我们的研究中,我们根据这些人的性格特征,在基因的表达和组织方面有两个关键发现。首先,我们发现了一个由4000个基因组成的网络,这些基因聚集成多个模块,在大脑的特定区域表达。在之前的研究中,其中一些基因已经与人类性格的遗传联系在一起。其次,我们发现这些模块形成了一个功能交互网络,能够协调基因表达的变化,以适应不同的内部和外部条件。这些模块以灵活的方式打开和关闭,促进适应我们所有人面临的日常挑战,并编排我们的发展。”

研究人员表明,这些模块之间相互作用模式的变化是由两个子网络协调的。一个网络调节情绪反应(焦虑、恐惧等),而另一个网络调节一个人认为有意义的东西(例如概念和语言的产生)。“最值得注意的是,情感和意义的网络是由一个由六个基因组成的控制中心协调的,”该研究的另一位联合首席作者Elisa Díaz de la Guardia-Bolívar指出。“特别有趣的是,我们发现控制中心的六个基因在从单细胞生物到现代人类的整个进化过程中都得到了高度保存。这一发现证实了它们在调节地球上所有形式的生命功能方面的有益作用,”她补充说。

识别这些基因网络和调节人类基因表达的控制中心具有实用价值,因为它显示了人们如何提高他们的健康质量,幸福和日常生活的整体质量,尽管我们都面临着挑战和压力。

“在之前的研究中,我们发现三种人格群体的人在幸福感方面存在显著差异,这取决于他们的自我意识水平。具体来说,那些自我意识更强的人(创造性群体)比有组织和无管制的群体更幸福。我们现在已经证明,这些自我意识水平也与基因表达的调节密切相关,其顺序相同(创造性>有组织>无管制)。这表明,一个人可以通过培养一种更加自我超越和创造性的人生观来改善他们的健康和幸福。”

然而,他警告说,通过增强自我意识的干预来调节基因表达是否是自我意识和幸福感之间关联的中介因素,这一点还有待证实。然而,促进更大程度的自我超越和正念的治疗也已证明有助于改善健康的各个方面,包括身体、心理、社会和精神福祉。因此,基因表达的调控是这种关联的真正中介是合理的。

正如研究人员预测的那样,某些类型的基因,如转录因子、microrna和长链非编码rna,在4000个基因集成的分子网络中显示出广泛的富集。然而,最显著的富集是在一组被认为在细胞生命起源中起关键作用的rna中观察到的。这些rna有能力形成无膜的隔室并进行化学反应,使它们能够迅速适应压力。这个过程被称为液-液相分离(LLPS),它创造了一个综合的生物反应器,在这个生物反应器中,生命所必需的化学物质可以被合成。

Cloninger教授说:“我们很高兴地发现了不同类型的基因在健康和性格中的重要作用。令人惊讶的是,进化保留了被认为在生命起源中很重要的基因,允许我们在人类身上观察到的日益增长的可塑性、复杂性和意识。“这个项目中使用的创新计算方法使我们能够以一种合乎道德、非侵入性和有益的方式研究人类复杂的生物系统,目的是了解如何健康地生活。”

他补充说:“这些发现清楚地表明,一个人的思想和身体是紧密相连的。每一个都影响另一个,所以它们不是分开的。重要的是要认识到,我们未来的幸福并不完全取决于我们过去或现在的状况;相反,我们可以在一个充满无限可能性的创造性过程中培养自己的幸福。”

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