Психогенетические исследования моторной деятельности и ее вегетативной регуляции

1. Психогенетические исследования моторной деятельности и ее вегетативной регуляции

Психогенетика
Лекция 5

2. Физический интеллект

1) двигательные навыки (ходьба);
2) мануальные навыки (письмо);
3) языковые навыки (разговор);
4) визуальные навыки (чтение и
наблюдение);
5) слуховые навыки (прослушивание и
понимание);
6) тактильные навыки (ощущение и
понимание).

3. Двигательный акт регулируется на нескольких иерархических уровнях, каждый из которых определяет конечный результат движения:

1. Скорость и интенсивность обменных
процессов в нервно-мышечном аппарате
(в самой мышце и мотонейроне).
2. Энергетическое обеспечение мышечной
работы (соотношение тонуса
симпатического и парасимпатического
отделов вегетативной нервной системы,
уровень тренированности и др.).

4. Двигательный акт регулируется на нескольких иерархических уровнях, каждый из которых определяет конечный результат движения:

3. Деятельность двигательных центров
ЦНС по организации, управлению и
автоматической оценке параметров
движения.
4. Психологическая регуляция движений
(влияние эмоций и мотиваций на
результативность выполнения
двигательных проб и заданий).

5. Направления исследований двигательной сферы в психогенетике

I. Изучение сложных поведенческих (двигательных)
навыков.
II. Изучение простых стандартизированных
двигательных проб.
III. Изучение значения различий в деятельности
систем физиологического обеспечения мышечной
деятельности (сердечно-сосудистой, дыхательной
и т.д.).
IV. Изучение нейрофизиологического уровня
регуляции движений (ЭЭГ исследования,
сравнение структуры ВП, связанных с
движениями).

6. I. Образование двигательных навыков у однополых близнецов

Вид деятельности
Группа
Конкордантность
Начинают сидеть
самостоятельно (простой
двигательный навык)
ДЗБ
МЗБ
76,3
82,5
Начало самостоятельной
ходьбы (сложный
двигательный навык)
ДЗБ
МЗБ
29,9
67
Речевая артикуляция (сложный
двигательный навык)
ДЗБ
МЗБ
55,9
79,9
r
0,97
0,73

7. Мимические реакции у близнецов во время просмотра кинофильмов (Gedda)

Полностью конкордантны:
79% пар МЗБ и 32,5% пар ДЗБ.
Полностью дискордантны:
6% пар МЗБ и 29% пар ДЗБ

8. Сходство мимики в ответ на неожиданное действие сильных звуковых стимулов (Bracken)

Близнецы
Оценки сходства (%)
Конкорд.
Похожая
Не похож. Дискорд.
МЗБ
89,6
10,4
-
-
ДЗБ
3,7
9,3
3,7
83,3

9. Графологическая экспертиза

Все проведённые исследования
свидетельствуют о малой
конкордантности почерка МЗБ (5-15%)
МЗБ и ДЗБ обладают одинаково
несходным почерком.
Сходство обнаружено только в темпе
письма.

10. II. Элементарные двигательные тесты (уровень корреляции у МЗБ)

Суставная подвижность (гибкость) – 0,84
Локальная мышечная выносливость (0,75)
Общая выносливость (0,71)
Скорость реакции (r = 0,7)
Беговая скорость (0,71)
Максимальная статическая сила (0,68)
Взрывная сила, прыжки (0,67)
Координация движений (рук) – 0,35

11. Внутрипарное сходство по показателяи тонкой координации движений (r)

Тесты
МЗБ
ДЗБ
«Ротор»
0,95
0,51
«Тремометр»
0,84
0,43
«Вращение сверла»
0,82
0,56
«Упаковка катушек»
0,71
0,44
«Сортировка карт»
0,84
0,39
По McNemar,1933

12. Изменения внутрипарной корреляции под воздействием тренировки (r)

Тест
«Ротор»
Кол-во
повторов
70
«Намотка
катушек»
28
«Сортировка»
28
Группа
После
ДЗБ
До тренировки
0,450
МЗБ
0,899
0,894
ДЗБ
0,413
0,592
МЗБ
0,620
0,608
ДЗБ
0,612
0,538
МЗБ
0,861
0,817
McNemar, 1933
0,614

13. Спортивные достижения и гены

Конкордантность у близнецов-спортсменов:
МЗБ (92 пары) – 66,3%
ДЗБ (227 пар) – 25,8% (Gedda,1984)
Наличие родственников-спортсменов,
выступавших на уровне сборных команд
страны у членов национальных сборных
(по Шварц, Хрущёв):
один из родителей – 22%;
дед или бабушка – 11%

14. III. Изучение значения физиологического обеспечения движений для их успешности

Особенности аэробного и анаэробного
гликолиза в мышцах
Соотношение разных типов мышечных
волокон (быстрые утомляемые и медленные
мало утомляемые)
Гормональный профиль (ангиотензин,
эритропоэтин, тестостерон, серотонин,
распределение кальция между костями и
мышцами и т.д.)
Максимальное потребление кислорода –
интегральный показатель работы сердечнососудистой, дыхательной системы
метаболизма в мышечной ткани)

15.

Генетический полиморфизм в
физиологическом обеспечении
движений: количество продукта гена
у разных людей может быть больше
или меньше в зависимости от
строения регуляторных областей
гена.
Белковые продукты генов
(структурные белки, ферменты,
гормоны, рецепторы) прямо или
косвенно участвуют в осуществлении
двигательной функции

16. Тестостерон (Женщины – 0,12-1,79 нмоль/л, <5 нмоль/л!, мужчины – от 7,7 нмоль/л)

Тестостерон
(Женщины – 0,12-1,79 нмоль/л, <5 нмоль/л!,
мужчины – от 7,7 нмоль/л)
Кастер Семеня
ЮАР
Дьюти Чанд
Трехкратное превышение
уровня тестостерона
В легкой атлетике женщины с повышенным уровнем
тестостерона встречаются в 140 раз чаще, чем в популяции

17. Генетические маркеры спортивных качеств

Ген ангиотензин-превращающего фермента (АСЕ)
Ген ангиотензиногена (АGТ)
Ген 1-го рецептора к ангиотензиногену 2 (АGТ2R1)
Ген рецептора витамина D (VDR)
Ген NО синтазы - есNоs
Ген белка альфа-актинина 3 (ACTN3) в быстрых
мышечных волокнах
Ген серотонина – 5НТТ, содержащий «короткие» и
«длинные» ключевые участки (определяет уровень
агрессии)
Ген VDR3 (t/t), определяет распределение кальция
между костями и мышцами

18. Лучшие бегуны на длинные дистанции рождаются в Кении и Эфиопии

Лучшие бегуны на длинные дистанции
рождаются в Кении и Эфиопии
Уникальная последовательность
четырех генов в Y-хромосоме у
знаменитых стайеров
При экстремальных нагрузках в мышцах
вырабатывается большое количество
аммиака. Кенийские же бегуны не
вырабатывают аммиак даже при самых
интенсивных нагрузках: у них такая же
концентрация аммиака в организме, как
и у ведущих бегунов-европейцев в
состоянии покоя

19. Абебе Бикила (Эфиопия), 1960 год

20. Кенийские бегуны

21. Хайле Гебреселасие (Эфиопия)

22. Ген ангиотензин-превращающего фермента

Имеет или не имеет участок из 287
пар нуклеотидов (регуляторный
элемент). При его наличии
(инсерции) в крови и тканях меньше
фермента, при отсутствии (делеции)
активность фермента повышена.
Имеются инсерционные гомозиготы
(ИИ), гетерозиготы (ИД) и
делеционные гомозиготы (ДД).

23. Исследования Hugh Montgomery

У спринтеров чаще генотип ДД и реже И
аллель – благоприятно для тяжёлых, но
непродолжительных нагрузок
У стайеров преобладают генотипы ИИ и
ИД – благоприятно для длительных, но не
очень интенсивных нагрузок
(Montgomery H., Clarkson P., Hemingway H. et al. Human gene
for physical performance // Nature, 1998, vol 393. P. 221)

24. Спринтеры и стайеры

Существует три типа мышечных волокон:
1) быстрые утомляемые (max мышечные
сокращения при беге, прыжках);
2) медленные мало утомляемые;
3) промежуточный тип.
Соотношение различных типов волокон в
мышцах определяется генетически.
Соотношение разных волокон не одинаково
у разных людей.
У «спринтеров» более высокий процент
волокон первого типа.

25. Ээро Мянтюранта

Мутация гена
эритропоэтина, число
эритроцитов на 25–
50% больше нормы.
На зимней
Олимпиаде 1964 года
в Инсбруке завоевал
две золотые медали

26. Максимальное потребление кислорода (МПК) – интегративный показатель физических способностей

В учебнике Равич-Щербо (по В.Б. Шварц,
1978) сказано, что этот показатель не
меняется с возрастом, мало поддаётся
тренировке и имеет среднее для популяции
значение около 40 мл/мин/кг.
Сказанное не соответствует
действительности.
МПК зависит от возраста, изменяется под
влиянием аэробных тренировок, а
определение его среднего значения для
популяции в целом вообще не имеет
смысла.

27. Тест Купера: расстояние, преодолённое за 12 минут, соответствует МПК (30 лет)

Пол
Расстояние (км)
МПК
мл/мин/кг
Физическое
состояние
Муж/жен
До 1,6/1,5
До 25
Оч. плохо
Муж/жен
1,6-1,9/1,5-1,84
25-33,7
Плохо
Муж/жен
2–2,4/1,85-2,15
33,8 – 42,5
Удовл.
Муж/жен
2,5–2,7/2,16-2,64
42,6 – 51,5
Хорошо
Муж/жен
Более 2,8/ 2,65
Более 51,6*
Отлично
*Существует генетически обусловленный предел

28. Возрастные поправки для расчёта МПК по PWC170

Воз
раст
15
25
х
1,1
1,0
35
40
45
50
55
60
65
0,87 0,83 0,78 0,75 0,71 0,68 0,65
Аулик И.В. Определение физической работоспособности//М.: 1990

29.

Поведение, тесты,
клиника
Фенотип
Среда
Физиология мозга
ЭЭГ, ПЭТ, ЯМР
Морфология мозга
Развитие мозга
Гистология,
эмбриология
Биохимия
мозга
Биохимия вне
мозга
Изменения
метаболизма
Изменения
метаболизма
Струк.
белки
Ферменты
Ферменты
Генотип
Гормоны
Струк.
белки
Биохимия,
иммунология,
фармакология
Молекулярная
биология,
иммунология
Анализ ДНК