Abbildung: Chelsea Beck (Gizmodo)
Traum ExperimentThis Gizmodo-Serie fordert Wissenschaftler auf, sich vorstellen, Ihre perfekte Experimentieren, ohne die Ressourcen, die Zeit oder die aktuellen Grenzen der Technik.
Es ist die Art der Realisierung, dass sollte dich existentiell Angst: Alle Ihre Gedanken und Handlungen sind geprägt durch unzählige miteinander verbundene Faktoren, von denen die meisten Sie sind nie bewusst.
Genetiker und Immunologe Joshua Milner, ein leitender Forscher an der National Institutes of Health, und andere Wissenschaftler haben Ihre eigenen radikalen Theorie darüber, wie das Leben der Menschen auf subtile Weise beeinflusst. Milner denkt, dass die gleiche Sache, die Sie schützt vor mikroskopischen Invasoren und macht Sie niesen von pollen—Ihr Immunsystem—könnte helfen, die Form, die Sie in eine glückliche, Fett extrovertiert oder schüchtern, ängstlich ausgestoßenen, abhängig von bestimmten genetischen Varianten und Ihre Umgebung. Alle es dauern würde, direkt zu beweisen, diese Theorie hält die Menschen in einer biodome und beobachtete Sie seit Jahrzehnten.
Milner hat, in der er seine Karriere, die versuchen, zu entwirren, wie unsere Gene beeinflussen das Immunsystem, und wie Sie manchmal dazu, dass es uns krank machen. Derzeit ist der Chef der NIH-Labor von Allergischen Erkrankungen sowie die Genetik und die Pathogenese der Allergie Abschnitt, er und sein team zuvor entdeckt eine seltene genetische mutation, die macht die Menschen allergisch auf Kälte. Mehr kürzlich, Sie scheinen zu haben aufgedeckt, die genetische Ursache, die hinter einigen Menschen die unerklärlichen Symptome, wie Reizdarm-Syndrom oder chronische Müdigkeit.
Wir fragten Milner zu beschreiben, seine ideale experiment Gizmodo. Was er träumt, in der Lage zu studieren, ist nicht eine bestimmte Krankheit oder Gruppe von Symptomen, die durch eine eigensinnige Immunsystem. Stattdessen will er leuchtet etwas universeller.
“Dies würde uns helfen, besser zu definieren, menschliches Verhalten und menschliche Leistung in bestimmten kognitiven Aufgaben, und warum diese Unterschiede existieren”, sagte er Gizmodo.
In kurzen, Milner würde wollen, erstellen Sie eine sealed-off Welt, in der die Wissenschaftler konnten beobachten, eine vielfältige Gruppe von Menschen von der Geburt bis zum Tod. Die Forscher würden behalten Ihr Soziales Leben und intellektuellen Fähigkeiten, letztlich in der Hoffnung aufzudecken, wenn die genetischen Eigenheiten einer person, die das Immunsystem beeinflussen können, Ihren Geist, zu. Natürlich, wie ein experiment wäre völlig unethisch und logistisch fast unmöglich.
Milner und sein team haben festgestellt, ein konsistentes Muster in Ihre eigenen Arbeit. Einige der Patienten, die Sie sehen, mit seltenen genetischen Erkrankungen sind oft auch Bericht Verhaltens-oder kognitive Probleme, wie anfällig für Angst oder ein besonders schlechtes Gedächtnis. Das scheint nicht so überraschend, da, wie stressig und frustrierend krank sein kann, insbesondere wenn Sie eine chronische, kaum verstandene Krankheit, wie viele von Milner Patienten tun. Aber es war die Forschung, die anderswo was darauf hindeutet, dass etwas tiefer passiert zwischen dem Immunsystem und unser Gehirn.
Die Zellen, die das Immunsystem verwenden eine Vielzahl von Molekülen zu helfen, schützen uns vor äußeren Schäden. Eines dieser Moleküle namens interferon gamma. Interferon gamma, als Milner erklärte, ist besonders nützlich bei der Schaffung einer spezifischen Immunantwort gegen schwere Infektionen, die durch Viren, Bakterien und Pilze. Andere Moleküle, die vom Immunsystem produziert, genannt interleukin-4, hilft steigern die Produktion von Immunzellen, bekämpfen Parasiten wie Bandwürmer.
Unser Körper ist sparsam, aber, und sieht zu Fokus-Ressourcen, wenn Sie können. Also, wenn interleukin-4 oder IL-4, ist begeistert, in die Produktion, den Körper schneidet zurück auf interferon gamma; Umgekehrt, wenn die interferon-gamma genannt wird, in Aktion, IL-4 gemischt, auf der Rückseite Brenner. Setzen es sehr einfach, IL-4 und interferon-gamma repräsentieren zwei verschiedene Signalwege des Immunsystems, die verwendet werden, um abzuwehren die “richtige” Art von Bedrohung, der Angriff auf den Körper, und handeln in opposition zu einer anderen.
Leicht genug so weit, aber hier ist, wo die Dinge schwierig werden. In Tierversuchen mit Mäusen, die Forscher unter der Leitung von Jonathan Kipnis an der Universität von Virginia haben herausgefunden, dass Mäuse, die gezüchtet werden, ohne dass der rezeptor für interferon-gamma oder unfähig, zu produzieren interferon gamma sich stark unsozial. Die gleichen Forscher haben auch gezeigt, dass Mäuse nicht in der Lage zu produzieren IL-4 entwickeln schwere Gedächtnis und kognitive Probleme.
Wiederholen Sie hier: interferon-gamma-vielleicht machen die Tiere mehr soziale, während IL-4 könnte helfen, halten Sie Ihren Geist scharf. Dies könnte auch ein weiteres Beispiel für den Körper ist Sparsamkeit: zwei Gene, die unterschiedliche Zwecke in der sowohl das Immunsystem und das Gehirn.
Die grundsätzliche Frage, Milner sagte, ist, ob die gleiche Art von Beziehung ist, die im Menschen gesehen. Was ist, wenn IL-4 ist wichtig für Sie zu sein, so intelligent, wie Sie jetzt gerade sind? Und was ist, wenn interferon-gamma ist entscheidend, gesellig zu sein? Wenn das stimmt, dann Schwankungen könnte, führen zu Verhaltens-änderungen. Vielleicht ist das weniger interferon-gamma gibt es, zum Beispiel, je mehr unser Gehirn kompensieren, indem er subtil stieß uns Weg von anderen Leuten (vielleicht tragen alle Arten von Ansteckungen)—ein kognitives Immunsystem des möglichen.
“Statt das Immunsystem zu verhindern, die Krankheit, das Gehirn wird verhindert, dass Sie immer in Situationen, in denen man Sie fangen kann, die Krankheit,” Milner sagte. “Das ist die umfassende Idee, dass das Gehirn kann in Schritt, wenn das immun-system kann oder möglicherweise nicht in der Lage, es zu tun.”
Dies ist die Hypothese, erweitert durch Milner und andere—, aber für jetzt, es gibt keine direkte Evidenz für diesen Zusammenhang zwischen unserem Immunsystem und unserem Verhalten oder Kognition. Es gibt jedoch einige indirekte Hinweise, dass diese komplexen Wechselwirkungen im Menschen. Sehen, IL-4 ist auch der Hauptgrund, warum bekommen wir Allergien. Zu viel IL-4 macht das Immunsystem überempfindlich und wahrscheinlich zu einer überreaktion auf Harmlose Dinge wie pollen und Haustier dander. Und 2017 eine Studie zeigte, dass Menschen mit einem überdurchschnittlichen IQ (zugegebenermaßen eine fehlerhafte Messung der Intelligenz, es sollte darauf hingewiesen werden) neigen zu mehr Allergien und zur Entwicklung von Bedingungen, gekennzeichnet durch einen Mangel an gesunden Geselligkeit, wie Autismus oder Angststörungen. Eine weitere Studie im Jahr 2018 festgestellt, dass junge, gebildete Menschen mit Allergien tendenziell bessere räumliche denken und größere Mengen an grauer Substanz im Gehirn als nicht-Allergiker. Und eine Studie aus dieser Woche festgestellt, dass die Steigerung Menschen das Niveau von Histamin, ein weiterer wichtiger Vermittler von Allergien, können die beide negativ und positiv Einfluss auf Ihre langfristige Erinnerungsvermögen.
Normalerweise, herauszufinden, wie sinnvoll jede dieser wirklich ist, würden viele inkrementelle Forschung. Durch die Notwendigkeit, die meisten würde es beruhen auf tierexperimentellen Studien, konnte nie endgültig beweisen die Wirkung beim Menschen. Im Labor von Milner, die die Phantasie, Sie würde kommen viel näher an der Wahrheit.
In seinem Traum-experiment, zum Beispiel, wenn der biodome Wissenschaftler fanden heraus, dass Menschen, die mehr IL-4 in Ihrem system wurden in der Regel intelligenter, aber weniger soziale, das wäre Beweis für das protein seine Wirkung auf den Geist. Dasselbe wäre der Fall, wenn Menschen die hohe interferon gamma wurden weniger intellektuell begabt, aber gesellig. Aber sammeln diese Art von Daten würde sicherlich nicht einfach werden.
“Was macht das schwierig zu studieren ist, dass wir Sie brauchen würden, genetische information und entsprechende validierte Tests für die kognitiven und sozialen Ergebnisse, die wir brauchen, um zu Messen, auf eine sehr große Anzahl von Menschen,” Milner erklärt.
Das ist teilweise, weil Intelligenz und Geselligkeit sind komplizierte Dinge zu Messen. Eine person mit den besseren Kurzzeitgedächtnis oder bessere räumliche denken besser sein könnte bei der Lösung der Rätsel, zum Beispiel, aber das bedeutet nicht unbedingt machen Sie schlauer-in jeder Hinsicht. Ebenso wird der ausgehende ist nicht die einzige Möglichkeit die wir in Betracht ziehen, jemanden zu haben, gute soziale Fähigkeiten.
Wie groß ist eine Gruppe, die Sie brauchen, um zu studieren, würde die Zahl hängt von der Art der Menschen, die Sie gewinnen könnten, genetisch gesehen.
“Sie müssten Hunderte und Hunderte von Menschen, um ein Gefühl dafür. Oder Sie müssten Hunderte von Menschen mit einer seltenen mutation, die nicht so furchtbar krank. Das ist nicht ganz einfach zu finden,” Milner sagte.
Es wäre toll, Studie zumindest einige Leute mit der Genetik, die Sie besonders reagieren, um entweder interferon gamma oder IL-4. Aber die Gene sind nicht das ganze Bild. Es ist auch wie eine person, die Gene interagieren mit Ihrer Umgebung. In der Tier-Experimente, die Verhaltens-Wirkungen von interferon gamma oder IL-4 zu sehen waren, in ansonsten gesunden Mäusen, das heißt, Sie waren nicht den Umgang mit einer Infektion oder allergischen Reaktion. Aber in der realen Welt, Infektionen und allergische Trigger passieren die ganze Zeit, und Sie Funken eine größere Produktion von interferon gamma oder IL-4, respectively. So sind diese Ereignisse und deren Häufigkeit beeinflussen könnte, Kognition und Soziabilität, auch.
Was macht eigentlich dieses experiment fast unmöglich, die Logistik. Es gibt eine Menge von Variablen zu verfolgen, alle auf einmal, und Sie brauchen ein engagiertes team von Wissenschaftlern zu beobachten, der eine große Gruppe von Freiwilligen, wie früh im Leben wie möglich. Mehr unpraktikabel enge, Sie wollen, die Wissenschaftler sehen nicht nur eine Gruppe von Menschen, ein Leben lang, sondern Sie beobachten mehrere Generationen. Wenn ich den Vorschlag zu Milner, der seine ideale set-up Klang wie die ernste version von Pauly Shore-Regie 1996 classic Bio-Dome (und das real-life, geschlossen-Umwelt-Systeme als Inspiration für den Film, nehme ich an), er gnädig angenommen der Vergleich.
“Das biodome wäre hilfreich”, Milner und fügte hinzu, dass Sie es lassen würden, die Forscher sorgfältig die Interaktionen zwischen Umwelt und Genen.
“Vielleicht würden Sie wollen, um allergische Menschen gibt, so konnte man sehen, was passiert, wenn der allergische Stoff ist coursing durch Ihre Adern, aber Sie würde auch wollen, um Menschen, die keine allergische Krankheit,” die er als ein Beispiel. Für Menschen, die weniger gut auf interferon gamma, fügte er hinzu, ein biodome, könnte auch gezielt Steuern, welche Arten von Bakterien, dem Sie ausgesetzt sind, darunter solche, die zu Infektionen führen oder nicht.
Realistisch, Milner sagte, die nächsten Wissenschaftler kommen zu dem Studium dieser link in den Menschen ist der Blick auf Menschen mit äußerst seltenen Mutationen, die machen Sie sehr empfänglich für interferon-gamma und IL-4 oder mangelhaft in einer Art von rezeptor oder den anderen. Milner und andere haben bereits begonnen, zu entwerfen, was diese Studien Aussehen könnte. Aber weil diese Menschen so selten sind per definition und oft krank in vielerlei Hinsicht, es wird schwer, Sie zu extrapolieren, was Sie finden, um die typische person. Noch, Milner ist überzeugt, es ist etwas konkretes zu der Theorie.
“Ist es möglich, dass keine dieser genetischen Unterschiede dazu beitragen, dass unser Verhalten? Fände ich das schockierend”, sagte er. “Sie müssen beeinflussen etwas.”
Milner wiederholt darauf hin, dass diese Schwächen das Immunsystem und wie beeinflussen Sie den Geist nicht gesehen werden sollte, der so allgemein schlecht oder gut ist, wenn Sie vorhanden sind. Ein besseres Arbeitsgedächtnis, unterstützt durch eine größere Reaktion auf IL-4, könnte Sie sich besser auf die Prüfungen, aber vielleicht würden Sie mehr ängstlich oder antisoziale Persönlichkeit. Auf der anderen Seite, wenn Sie eine besonders starke Reaktion auf interferon-gamma, erhalten Sie möglicherweise weniger krank, von Erkältung und werden mehr ausgehende, aber auf Kosten des seins das schlechteste Mitglied Ihrer wöchentlichen Quiz-Abend (diese Beispiele sind grobe Vereinfachungen, natürlich).
Mehr als alles andere, das interferon-gamma/IL-4 Theorie präsentiert, wie wirre die unsichtbaren Kräfte, die unser Leben bestimmen wirklich sind. Milner sagte:
Die Reale Welt funktioniert nicht so einfach. Aber es könnte erklären helfen, einige der Neigungen unseres Verhaltens. Wenn wir reagieren auf Bedrohungen der Infektion, tun unsere genetischen Faktoren, die dazu führen, dass verschiedene Reaktionen auf ihn? Bekommen wir mehr oder weniger ängstlich, je nachdem, was Los ist??? Ist das genetisch diktiert, im Gegensatz zu da wir uns in einer blauen oder roten oder was auch immer es ist? Wir nehmen die Bedrohung unterschiedlich, basierend auf unserer Fähigkeit, um eine Infektion zu bekämpfen? Denke, all die Dinge, die vielleicht schütteln Sie sich aus.
Mehrere Studien, zum Beispiel, haben herausgefunden, dass die konservativ-gelehnt, die Menschen sind eher, um auszudrücken, Ekel und Angst vor Kontamination als Ihre Liberalen Kollegen. Die gleichen Leute, Milner vermerkt, sind eher zu befürchten, anders aussehende Einwanderer. Ohne Entschuldigung, dass Verhalten im geringsten, vielleicht ist es einen Besuch Wert, wenn unsere Gene und das Immunsystem kann helfen, erklären einige der schlimmsten Impulse der Menschheit, zu.
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