Transcript גנטיקה של לקויות למידה

‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫כיצד מניחים כי קיימות השפעות‬
‫גנטיות?‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬השוואת זוגות תאומים הדומים מבחינת הסביבה המשותפת אך‬
‫שונים מבחינת רמת הזהות בגנים‪ :‬מונוזיגוטיים מול דיזיגוטיים‬
‫‪ ‬הערכת הדמיון בקרב זוגות בהם אין קירבה של סביבה או אין‬
‫קירבה גנטית‪ :‬מחקרי אימוץ‬
‫‪ ‬הנחות היסוד במחקרי תאומים‪ :‬א‪ .‬תאומים מונוזיגוטיים‬
‫מייצגים את האוכלוסיה הכללית‬
‫‪ ‬ב‪ .‬תאומים מונוזיגוטיים אינם חולקים יותר רכיבים של סביבה‬
‫משותפת מזוגות תאומים אחרים‬
‫‪ ‬הנחות אלה נתמכות ע"י מחקרים‬
‫)‪(e.g. Loehlin & Nichols, 1976, Johnson et al., 2002‬‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫מחקרי אימוץ‬
‫‪‬‬
‫הורים‬
‫ביולוגיים‬
‫הורים מאמצים‬
‫סביבת‬
‫גידול‬
‫גנטיקה‬
‫פנוטיפ של‬
‫הצאצא‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫בעיית המדגם המייצג‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬הורים מאמצים והורים שמוסרים לאימוץ אינם בהכרח מדגם‬
‫מייצג של האוכלוסיה‪...‬‬
‫‪ ‬במחקרי האימוץ של מינסוטה‪ -‬ממוצע ‪ IQ‬של האבות המאמצים‬
‫‪ ,)10.6( 120.7‬של האימהות ‪(Scarr & Weinberg, 1977) )10.4(118.3‬‬
‫‪ ‬במחקרי אימוץ מדנמרק‪ -‬שיעור ההרשעות הפליליות של אבות‬
‫ביולוגיים ‪ ,28.6%‬של האימהות הביולוגיות ‪)1927-1947( 8.9%‬‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫‪‬‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫תורשה‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫באיזו מידה השונות של תכונה מסוימת בתוך האוכלוסייה מיוחסת להשפעה‬
‫גנטית‬
‫במחקרי תאומים‪ ,‬משווים את מידת ההתאמה בין תאום אחד לבן זוגו על פני‬
‫קיומה של תכונה רציפה (לדוגמא ‪)IQ‬‬
‫אם הקורלציה בקרב התאומים המונוזיגוטיים גבוהה מהקורלציה בקרב‬
‫התאומים הדיזיגוטיים‪ ,‬נניח השפעה גנטית על השונות בתכונה‬
‫או‪ :‬התאומים נמדדים לגבי קיומה או היעדרה של תכונה או הפרעה מסוימת‪.‬‬
‫אם קיימת אצל שניהם‪ ,‬אזי הם בהתאמה‬
‫אם שיעור ההתאמה בקרב מונוזיגוטיים גדול מאשר בקרב דיזיגוטיים‪ ,‬נניח‬
‫קיומה של השפעה גנטית‬
‫לדוגמא‪ :‬אחוז ההתאמה בין תאומים מונוזיגוטיים לגבי קיומו של אוטיזם הוא‬
‫‪.72%‬‬
‫בין תאומים דיזיגוטיים‪3% :‬‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫תורשה‬
‫‪‬היא פחות מ‪ ,1.0-‬נניח כי שאר‬
‫‪ ‬כאשר השונות המוסברת ע"י גנטיקה‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ההשפעה מגיעה מהסביבה‪ :‬משותפת ולא‪-‬משותפת‬
‫נניח השפעה של סביבה משותפת אם תאומים מונוזיגוטיים ודיזיגוטיים‬
‫יראו סיכויים זהים ללקות למידה‬
‫נניח השפעה של סביבה לא משותפת אם לתאומים של לקויי למידה אין‬
‫סיכוי גבוה יותר להיות לקויי למידה בעצמם מאשר לאנשים שאינם‬
‫קשורים אליהם‬
‫לדוגמא‪ :‬בהפרעה ביפולרית‪ ,‬השונות המוסברת ע"י גנטיקה הינה ‪,0.86‬‬
‫ע"י סביבה משותפת ‪ 0.7‬וע"י סביבה לא משותפת ‪0.7‬‬
‫בדיכאון‪ ,‬הגנטיקה אחראית ל‪ ,0.45-‬הסביבה הלא משותפת ל‪,0.55-‬‬
‫והסביבה המשותפת כלל לא‬
‫באינטליגנציה‪ ,‬הגנטיקה אחראית ל‪ ,0.52-‬הסביבה המשותפת ל‪0.34-‬‬
‫והסביבה הלא משותפת ל‪0.14-‬‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫תורשה‬
‫‪‬‬
‫גנים‬
‫אנדופנוטיפ‪ :‬תכונות‬
‫בעלות מרכיב תורשתי‬
‫המעידות על הסיכוי‬
‫של הפרט לפתח או‬
‫להפגין הפרעה‬
‫מסוימת‬
‫סביבה‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫פנוטיפ‬
‫כיצד נוצרת שונות בגנים‪ :‬מ‪-‬‬
‫‪ DNA‬לחלבון‬
‫‪‬‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫‪‬‬
‫לקוח מתוך‪Eicher & Gruen, 2013 :‬‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫איפה זה יכול להשתבש?‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬התפתחות המוח (בגנים או בהפרעות להתפתחות‬
‫בעוברות)‬
‫‪ ‬הפרשת יתר‪/‬חסר של נוירוטרנסמיטורים‬
‫‪ ‬כישלון בהגנה על הנוירונים (אפופטוזיס)‬
‫‪ ‬פגיעות מוחיות (חבלה‪ ,‬סמים‪ ,‬שבץ‪ ,‬זיהומים)‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫לדוגמא‪ :‬הסיכון לפתח‬
‫סכיזופרניה‬
‫‪‬‬
‫סטרס‪ ,‬סמים‪,‬‬
‫וירוסים‬
‫פרה‪-‬דיספוזיציה‬
‫גנטית‬
‫סכיזופרניה‬
‫חשיבה יצירתית‪,‬‬
‫"מחוץ לקופסא"‬
‫"נורמלי"‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫השפעת הגנטיקה והסביבה המשותפת על אוצר‬
‫המלים בגיל היסודי‪ ,‬או‪ :‬עד כמה חשוב לקרוא לילד‬
‫סיפור לפני השינה??‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ Hart et al., 2009‬בדקו את השפעת "אווירת הקריאה בבית" על התפתחות‬
‫אוצר המלים בעל פה בביה"ס היסודי‬
‫נמצא כי גנטיקה הסבירה בין ‪ 32-54%‬מהשונות לאורך שלוש מדידות זמן‬
‫השפעות הסביבה המשותפת חולקו לסביבה משותפת לא ספציפית שהסבירה‬
‫‪ 26-42%‬מהשונות (כלומר סביבה משותפת שאינה קשורה לאווירת הקריאה‬
‫בבית)‬
‫ולאווירת הקריאה בבית‪ ,‬אשר הסבירה ‪ 4-8%‬מהשונות‬
‫הקורלציה בין אווירת הקריאה בבית לאוצר המלים היתה בין ‪r=.15-.39‬‬
‫לאורך מדידות‪ ,‬אוצר המלים היה יציב‪ .‬היציבות נגרמה ב‪ 49%-‬ע"י גנטיקה‪,‬‬
‫‪ 27%‬ע"י סביבה משותפת (‪ 9%‬ע"י אווירת הקריאה)‪ ,‬ו‪ 9%-‬ע"י סביבה לא‬
‫משותפת‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫קורלציה גנים‪-‬סביבה‬
‫‪‬‬
‫חוויות למידה‪ ,‬הנחשבות תוצר של סביבה‪ ,‬עשויות להיות אף הן מתווכות ע"י‬
‫נתיבים גנטיים‬
‫כיצד? לחוויות אין גנים?‬
‫נכון‪ ,‬אבל לאדם החווה אותן יש‪...‬‬
‫גנטיקה יכולה להשפיע על הסבירות להיחשף לחוויות שמעודדות או פוגמות בלמידה‬
‫)‪ Harlaar et al. (2011‬בדקו השפעות אורך של קריאה עצמאית (כמה ילד קורא‬
‫לבד) להישגי קריאה בקרב תאומים מונוזיגוטיים ודיזיגוטיים בני עשר‪ ,‬וכעבור שנה‬
‫נמצא כי תורשה הסבירה ‪ 55-62%‬מהשונות בקריאה עצמאית (בשתי המדידות)‬
‫לא היתה השפעה גנטית של קריאה עצמאית בזמן ‪ 1‬על הישגי הקריאה בזמן ‪.2‬‬
‫לעומת זאת‪ ,‬הישגי קריאה בזמן ‪ 1‬היו בעלי השפעה מובהקת על יכולת הקריאה‬
‫העצמאית בזמן ‪ ,2‬ונתמך ע"י השפעות גנטיות על הישגי קריאה שהשפיעו ישירות על‬
‫קריאה עצמאית בהמשך‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫אינטראקציית גנטיקה‪-‬סביבה‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬האם זה עובד גם הפוך‪ :‬סביבה יכולה להגביר או לצמצם את התורשה של‬
‫יכולות למידה?‬
‫‪ ‬קיימים שלושה מודלים אפשריים‪:‬‬
‫א‪ .‬מודל דיאתזה‪-‬דחק‪ :‬השפעות סביבתיות שליליות עשויות לשמש כטריגרים‬
‫לחשיפת גורם סיכון גנטי‬
‫ב‪ .‬המודל הביו‪-‬אקולוגי‪ :‬השפעות גנטיות יהיו גבוהות יותר בתנאים סביבתיים‬
‫חיוביים‪ ,‬מאחר ותנאים אלה מאפשרים הזדמנויות מרובות יותר לילדים לבטא את‬
‫ההבדלים הגנטיים ביניהם‪ ,‬ולבחירה של תנאים סביבתיים המכווננים יותר‬
‫להבדלים אלה‬
‫ג‪ .‬רגישות דיפרנציאלית‪ :‬אנשים מסוימים הם רגישים יותר גנטית לסביבות‬
‫קיצוניות חיוביות או שליליות‪ .‬עבורם‪ ,‬תורשה תהיה חזקה יותר בסביבות קיצוניות‬
‫לעומת מתונות‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫המודל הביו‪-‬אקולוגי‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬השפעות של סביבה משותפת בולטות יותר עבור תאומים ממעמד סוציו‪-‬‬
‫אקונומי נמוך )‪(Taylor & Schatschneider, 2010‬‬
‫‪ ‬נראו פחות השפעות גנטיות על קריאה ולקויות קריאה בקרב ילדים לאימהות‬
‫בעלות השכלה נמוכה )‪(Rosenberg et al., 2012‬‬
‫‪ ‬מרכיב התורשה בקריאה גבוה יותר כאשר איכות ההוראה גבוהה ‪(Taylor et‬‬
‫)‪al., 2010‬‬
‫‪ ‬וכאשר השכלת ההורים גבוהה )‪(Friend et al., 2008‬‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫מודל דיאתזה‪-‬דחק‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬שליליות של ההורים והיעדר ארגון בבית הגבירו את תרומתם‬
‫קבוצת מרקרים של ‪ DNA‬הקשורים למתמטיקה ‪(Docherty et‬‬
‫)‪al., 2011‬‬
‫‪ ‬מחקר גדול שכלל זוגות תאומים ומאומצים לא מצא עדות‬
‫לאינטראקציית גנטיקה ‪ X‬סביבה לגבי קריאה ‪(Kirkpatrick et‬‬
‫)‪al., 2011‬‬
‫‪ ‬מחקרי אינטראקצייה גנטיקה ‪ X‬סביבה נפוצים בתחום‬
‫הפסיכיאטריה‪ ,‬וסביר להניח שבעתיד יורחבו לתחום החינוך‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫גנטיקה של לקויות קריאה‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬בין ‪ 30-50%‬מילדיהם של הורים הלוקים בדיסלקציה יסבלו ממנה גם‬
‫הם (פי ‪ 4-8‬מאשר באוכלוסייה הכללית)‬
‫‪ ‬השכיחות של לקות קריאה בקרב אחאים הינה של ‪ ,40%‬ובקרב‬
‫הוריהם ‪49%‬‬
‫‪ ‬מחקרי תאומים מצביעים כי מדובר בתכונה אשר ‪ 54-84%‬ממנה‬
‫מוסבר ע"י הגנטיקה )‪(Astrom et al., 2007‬‬
‫גנטיקה של לקויות קריאה‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬יותר מ‪ 14-‬גנים שונים נמצאו קשורים להתפתחות המוח ותפקודו בהקשר של‬
‫לקויות למידה וקריאה )‪(Raskind et al., 2013‬‬
‫‪ ‬מחקרים מצביעים על ‪ 9‬מיקומים לקויים בכרומוזומים ‪ 2,3,6,15,18‬כקשורים‬
‫ללקות קריאה )‪(Graham &Fisher, 2013, Scerri et al., 2012, Newbury, 2010‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫מחקרים עם מועמדים גנטיים אלה על בעלי חיים מצאו‪ ,‬כי שינויים בגנים אלה‬
‫עשויים להשפיע על התפתחות המוח באופן שהינו עקבי עם הידוע לנו על‬
‫הנוירופתולוגיה בדיסלקציה‬
‫לדוגמא‪ ,‬מוטציות בגנים ‪ DCDC2‬ו‪ KIAA0319-‬אצל עכברים גרמו לפגיעה‬
‫בזיכרון המרחבי ובתגובה לגירוי צלילי‬
‫מחקרים על עוברי חולדות גילו כי מוטציות אלה קשורות למיגרציה עצבית‬
‫לקויה ולהתפתחות לקויה של מבנה הדנדריט )‪(Szalkowski et al., 2013‬‬
‫‪ DCDC2‬נמצא קשור לצפיפות החומר הלבן באזורים טמפורו‪-‬פריאטליים‬
‫שמאליים‪ ,‬אשר נמצאה בתורה קשורה ליכולת הקריאה )‪(Darki et al., 2012‬‬
‫‪ KIAA0319‬נמצא קשור לצפיפות חומר לבן ואפור ולאקטיבציה מוחית בעת‬
‫מטלות קריאה )‪(Jamadar et al., 2008‬‬
‫גנטיקה של לקויות קריאה‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬דוגמא נוספת‪ :‬הגן ‪ CNTNAP2‬מתבטא באונות הפרונטליות‬
‫והטמפורליות של המוח המתבגר‪ .‬הוא מקודד את החלבון‬
‫‪ CASPR2‬הפועל בתעלות ההעברה החשמלית במרווחי רנווייה‬
‫‪ ‬נראה כי וריאציות שלו עלולות ליצור ליקויים בהעברת פוטנציאל‬
‫הפעולה בעת חשיפה לגירוי של שפה כתובה ‪(Penagarikano et‬‬
‫)‪al., 2011‬‬
‫‪ ‬שינויים בגנים ‪ FOXP2, DYX1C1‬משפיעים על כמויות חומר‬
‫לבן ואפור אשר בתורם עשויים להשפיע על קליטה ואינטגרציה‬
‫תקינה של גירוי שפתי באזורים קריטיים במוח‪ ,‬התוצאה היא‬
‫לקות התנהגותית במודעות פונולוגית‪ ,‬סמנטיקה‪ ,‬איות והבנת‬
‫הנקרא )‪(Eicher & Gruen, 2013‬‬
‫שינויים בגנים‬
‫‪FOXP2, DYX1C1‬‬
‫כמויות חומר‬
‫לבן ואפור‬
‫‪‬‬
‫קליטה‬
‫ואינטגרציה‬
‫של גירוי‬
‫שפתי‬
‫באזורים‬
‫קריטיים‬
‫במוח‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫לקות התנהגותית‬
‫במודעות‬
‫פונולוגית‪,‬‬
‫סמנטיקה‪ ,‬איות‬
‫והבנת הנקרא‬
‫מודל המיגרציה ללקויות קריאה‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬מודלים שנערכו על בעלי חיים מרמזים כי שורשיהן של לקויות‬
‫הקריאה נמצאים באבנורמליות של תהליך המיגרציה של נוירונים‬
‫לאיזורים קורטיקליים – שינויים המשתקפים בהבדלים בנפח‬
‫החומר הלבן והאפור הנצפים אצל בני אדם‬
‫‪ ‬כישלון של תאי עצב ותאי גליה לנדוד למיקום הנכון עשוי להשפיע‬
‫על יכולת המוח להגיב ביעילות לגירוי שפתי ולייצר את התגובה‬
‫העצבית המתאימה באיזורי מוח קריטיים עבור ייצור השפה‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫פרדוקס התורשה החסרה‬
‫‪‬‬
‫‪ ‬ניתן למדוד גנים עפ"י‪:‬‬
‫א‪ .‬תדירות‪ -‬באיזו תדירות משתנה של גן קיים באוכלוסיה‬
‫ב‪ .‬גודל האפקט‪ -‬כמה שונות הגן מסביר אצל אדם עם משתנה הגן הספציפי הזה‬
‫‪ ‬עד לאחרונה‪ ,‬השפעות גנטיות על תכונות אנושיות הוסברו לפי אחד משני‬
‫מודלים‪:‬‬
‫א‪ -OGOD .‬מסביר תכונות הנגרמות ע"י גנים שהם בעלי תדירות נמוכה וגודל‬
‫אפקט גדול‪ .‬במקרה זה‪ ,‬נוכחותו של משתנה גן מסוים (או אוסף מצומצם של‬
‫גנים)הינו הכרחי ומספיק עבור קיומה או היעדרה של הפרעה‪.‬‬
‫מודל זה נמצא מתאים לזיהוי מוטציות הקשורות לסינדרומים של נכויות‬
‫אינטלקטואליות‬
‫עד ‪ ,2011‬נמצאו ‪ 553‬משתני גנים הקשורים לפיגור שכלי ומוסברים ע"י מודל‬
‫‪OGOD‬‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫פרדוקס התורשה החסרה‬
‫‪‬‬
‫ב‪ .‬מודל ‪ :CDCV‬טוען כי אוסף גדול של משתני גנים הקיימים‬
‫בתדירות גבוהה אך בעלי גודל אפקט נמוך‪ ,‬פועלים יחד כגורמי סיכון‬
‫או חיסון בהעלאת או הפחתת היכולת הקוגניטיבית‬
‫אוסף גנים גדול זה פועל באופן אחיד באוכלוסייה על פני החלוקה של‬
‫יכולת‬
‫אולם מודל זה לא הצליח להסביר הרבה מהשונות שלא הצליחה‬
‫להיות מוסברת ע"י מודל ‪OGOD‬‬
‫לכן נעשים ניסיונות להסביר יכולות וכישורים על פני רצף בין שני‬
‫המודלים‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬
‫פרדוקס התורשה החסרה‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫עד להופעתו של הפרדוקס‪ ,‬נהוג היה להסביר לקויות למידה כקצה‬
‫הנמוך על רצף של גורמי סיכון גנטיים וסביבתיים המופיעים על פני‬
‫האוכלוסיה‬
‫אולם לאור העובדה שגנטיקה מולקולרית אינה מצליחה להוכיח את‬
‫מודל ‪ ,CDCV‬ייתכן כי ההגדרה צריכה להשתנות‬
‫ייתכן שחלק גדול מהשונות הגנטית מורכב מגנים בעלי תדירות נמוכה‬
‫וגודל אפקט קטן עד בינוני‪ ,‬המופיעים בתתי קבוצות בתוך האוכלוסייה‬
‫ייתכן כי בקרב לקויי הלמידה‪ ,‬קיימות תתי קבוצות המאופיינות ע"י‬
‫שונות גנטית ספציפית‪" ,‬ומתחבאות" בתוך הקבוצה הכללית של‬
‫התנהגויות דומות‬
‫ד"ר שירי בן‪-‬נאים‪ -‬מרכז אקדמי פרס‬