研究利用人工智能展示个性如何影响基因表达

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西班牙格拉纳达大学(UGR)领导的一项国际研究利用人工智能展示了个性是如何影响基因表达的。这一发现为长期以来心灵和身体如何相互作用的谜团带来了新的启示。

该研究发表在《分子精神病学》杂志上,研究了个体的个性和对生活的基本看法如何调节其基因表达,从而影响其健康和幸福感。这是第一项关于人类个性与整个基因组转录相关的研究。

该跨学科研究由安达卢西亚数据科学和计算智能联合大学研究所(DaSCI)、UGR计算机科学与人工智能系和格拉纳达生物健康研究所(ibs.GRANADA)的研究人员领导,与圣路易斯华盛顿大学的Robert Cloninger教授、美国德克萨斯州贝勒医学院的研究人员以及芬兰Young Finns Study合作完成。

研究团队利用芬兰Young Finns Study的数据,这是一个持续了四十年的广泛研究,收集了参与者的健康、身体状况和生活方式等相关信息。此外,参与者还接受了广泛的人格评估,涉及习性(习惯和情感反应)和性格(自我目标和价值观)。结果显示,某些生活态度有助于健康、充实和长寿,而其他则导致压力大、不健康和寿命短。

研究分析了这些个体的基因表达调节,考虑了通过他们的习性和性格概况测量的三个自我意识水平。这些水平被标记为“非调节”——由传统和服从权威习惯所主导的情绪和习惯,“有序”——能够有意识地调节习惯并与他人合作共同获益的自给自足的个体以及“创造性”——自我超越的个体,他们调整自己的习惯以与他人、自然或宇宙和谐生活,即使这需要偶尔的个人牺牲。

研究的两个关键发现

UGR研究人员、该研究的共同首席作者Coral del Val解释说:“在我们的研究中,我们发现了有关这些个体的基因表达和组织的两个关键发现。首先,我们发现了一个包含4000个基因的网络,这些基因聚集成多个模块,特定区域的脑部表达。其中一些基因已经与人类个性的遗传联系在之前的研究中得到证实。其次,我们发现这些模块形成了一个功能互动网络,能够协调基因表达的变化,以适应内部和外部条件的变化。这些模块以一种灵活的方式打开和关闭,促进了我们面对的日常挑战的适应,并规划了我们的发展。”

研究人员表明,这些模块之间交互模式的变化是由两个子网络编排的。一个网络调节情绪反应(焦虑、恐惧等),而另一个网络调节个体认为有意义的事物(例如概念和语言的产生)。该研究的另一位共同首席作者Elisa Díaz de la Guardia-Bolívar指出:“最引人注目的是情绪和意义网络由六个基因组成的控制中心协调。尤其有趣的是,我们发现控制中心的六个基因在整个演化过程中都得到了很好的保留,从单细胞生物到现代人类。这一发现证实了它们在调节地球上所有生命形式的功能方面发挥着有益的作用。”她补充道。

识别这些基因网络以及调节人类基因表达的控制中心具有实际价值,因为它显示了人们如何可以改善他们的健康、幸福和日常生活质量,尽管我们都面临挑战和压力。

UGR的Igor Zwir解释道:“在以前的研究中,我们发现在三种人格群体中的人们的幸福感存在着显著差异,这取决于他们的自我意识水平。特别是,那些具有更强自我意识(创造性群体)的人报告比有序和非调节群体更高的幸福感。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呈强相关(创造性>有序>非调节)。这表明一个人可以通过培养更加超越自我的创造性人生观来改善他们的健康和幸福感。”

然而,他提醒说,尚待确认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与幸福感之间关联的中介因素。尽管如此,促进更大程度的自我超越和正念的治疗也被证明有助于改善健康的各个方面,包括身体、心理、社交和心灵健康。因此,基因表达的调节可能是这种关联的真正中介因素。

正如研究人员预测的那样,某些类型的基因,如转录因子、微RNA和长非编码RNA,在4000基因综合分子网络中显示出了广泛的富集。然而,最显著的富集是在一组RNA中观察到的,这些RNA被认为在细胞生活的起源中发挥了至关重要的作用。这些RNA具有形成无膜区和执行化学反应的能力,使它们能够迅速适应压力。这个过程被称为液-液相分离(LLPS),在这个过程中,构建了一个全面的生物反应器,其中可以合成生命所必需的化学物质。

Cloninger教授表示:“我们很高兴发现了不同类型基因在健康和个性中的重要作用。发现演化保留了在生命起源中被认为很重要的基因,使得人类的可塑性、复杂性和意识得以增强,这是令人惊讶的。此项目中使用的创新计算方法使我们能够以符合伦理、非侵入性和有益的方式研究人类复杂的生物系统,旨在理解如何健康地生活。”他补充道:“这些发现清楚地表明一个人的心灵和身体是深层次相互关联的。每一个都会影响另一个,因此它们并不是分开的。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条件; 相反,我们可以通过一个充满开放性可能性的创造性过程培养自己的幸福。”

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