Kognitív teljesítménymutatók pszichogenetikai vizsgálata

Átírás

1 Kognitív teljesítménymutatók pszichogenetikai vizsgálata

2 Absztrakt A kognitív képességek örökletessége ikervizsgálatok és genom-analízissel végzett kutatások tanúsága szerint jelentős (Butcher és mtsai, 2008). Az átörökítésért felelős génváltozatok feltárása azonban csak nemrég kezdődött el. Egészséges személyek figyelmi funkcióinak vizsgálata alapján a dopaminrendszer génjei fontosak lehetnek a reakcióidő-teljesítmény egyéni különbségeinek kialakításában (Fossella és mtsai, 2002; Szekely és mtsai, 2010). Munkacsoportunk korábbi eredményei alapján a D4-es dopamin-receptor hosszúságpolimorfizmusa (DRD4 VNTR) és reakcióidő összefügg: a 7-es allélt hordozók lassabb teljesítményt mutatnak verbális és képmegnevezési tesztekben. A figyelmi működést vizsgáló feladatokban produkált reakcióidő-változók mellett az is fontos lehet, hogy az ingerre adott válasz helyes-e. Pályamunkámban 179 fiatal felnőtt Stroop feladatban nyújtott teljesítményét vizsgáltam, mely a figyelmi gátlást méri. A hibázások száma markáns egyéni variabilitást mutatott, mely a korábbi szakirodalmi eredmények alapján összefügghet a DRD4 VNTR génváltozataival. Emellett a dopamin-szerotonin egyensúly hipotézisre építve megvizsgáltam a szerotonin transzporter gén (5-HTTLPR) hosszú és rövid génváltozatainak hatását is.. Eredményeimben a reakcióidő-változókra nem kaptam szignifikáns összefüggéseket, ugyanakkor a hibázások számában a két gén szignifikáns interakcióját sikerült kimutatnom: A DRD4 VNTR 7-es allélját, illetve az 5-HTTLPR hosszú változatát hordozó fiatal személyek nemüktől függetlenül többet hibáztak a színek megnevezésében, mint azok, akik ezt a génváltozatot nem hordozták. A jelen munka eredményei alapján egy retrospektív elemzést is végeztem a munkacsoportunkban korábban felvett fókuszált figyelmi teszt hibázási adatain. Itt nem találtam szignifikáns genetikai összefüggéseket, valószínűleg azért, mert a Simon feladat egy sokkal könnyebb, a figyelmi rendszer egy másik komponensét mérő teszt. Mindezek alapján a kognitív funkciók genetikai háttértényezőinek feltérképezésekor fontos szempont a feladat nehézsége és típusa, és a megfelelő fenotípust mérő változó kiválasztása is. A Stroop feladatban produkált hibázások száma például jobb endofenotípus lehet, mint a válaszsebesség, mely az agykérgi gátlás folyamataival magyarázható. Pályamunkám eredményei továbbá fontos részletekkel egészíthetik ki a dopamin-, és szerotoninrendszer működését befolyásoló öröklött faktorok szerepével kapcsolatos ismereteket a figyelmi teljesítményben. Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretném megköszönni konzulensem útmutatásait, munkacsoportunk többi munkatársának és a kollaborációban dolgozó kutatólabor munkáját, valamint a résztvevők segítségét! Célkitűzés Pályamunkámban azt vizsgáltam, hogy vannak-e genetikai hatások annak hátterében, hogy valaki hogyan teljesít szelektív figyelmi feladatokban. 2

3 1. Szakirodalmi bevezetés 1.1. Pszichogenetikai kutatómunkám Az elmúlt egy-két évtized egyértelműen a genetika évtizede volt, rohamosan fejlődtek a molekuláris genetikai vizsgálómódszerek. A humán genom teljes génszekvenciájának megfejtésével lehetőség nyílt különböző genetikai kutatások kivitelezésére, és közelebb kerültünk annak megértéséhez, hogy egy-egy emberi tulajdonság hátterében milyen genetikai tényezők állhatnak. Arra, hogy egy tulajdonság mennyiben tulajdonítható öröklött tényezőknek, a klasszikus ikervizsgálatok eredményei alapján következtethetünk, melyekben egyes testi és/ vagy pszichés tulajdonságok heritabilitási indexét állapították meg. Az örökölhetőség ismeretén túl, azonban ma már felmerül az a célkitűzés is, hogy az egyes emberi tulajdonságokat (pl. személyiségdimenziókat) meghatározó génszekvenciák genomon belüli pontos elhelyezkedését meghatározzák. Az utóbbi években jellemző óriási technikai fejlődéssel nagy lendületet kaptak a pszichogenetikai vizsgálatok, melyek meghatározott öröklött komponenseket azonosítottak egyes jól mérhető emberi jellemzők hátterében (Sasvári- Székely, Székely, Nemoda, és Rónai 2003). Ezek a génasszociációs vizsgálatok az előzőleg örökletesnek bizonyult pszichológiai jellemzők kandidáns génváltozatokkal (polimorfizmusokkal) való összefüggéseit vizsgálják. Tudományos diákkörösként gyakorlati munkám olyan pszichogenetikai kutatásokhoz kapcsolódik, melyben a résztvevő személyek valamely viselkedéses sajátosságát jellemezzük kísérleti úton vagy önkitöltős kérdőívekkel (ebből alakul ki a fenotípusos profil). Továbbá fájdalommentes módon DNS mintát veszünk tőlük, melyből a molekuláris genetikai laborban kollégáink meghatározzák a kandidáns génváltozatokat. Ebben a kutatómunkában konkrét feladataim a vizsgálatban résztvevő személyekkel történő kapcsolatfelvétel és kapcsolattartás, a DNS- és fenotípusos adat-felvétellel, valamint a felvett adatok feldolgozása és elemzése. Az elemzések során nyert viselkedéses és genetikai adatok statisztikai értékelését asszociációvizsgálattal végezzük. Az elemzések célja olyan génvariánsok meghatározása, melyek statisztikailag is kimutathatóan hozzájárulnak a mért fenotípusok populációs szintű variabilitásához, tehát jó endofenotípusok. 3

4 1.2. A kognitív teljesítmény mint vizsgált fenotípus A figyelmi rendszer A humán kognitív apparátus megfelelő működésének fontos része a figyelmi rendszer. A figyelem a környezet ingereire való aktív odafordulás és ezen bejövő ingerek adekvát kezelése, így nem pusztán a percepció érintett. Az eddig tanulmányozott, agyban is lokalizálható figyelmi rendszerek az ún. figyelmi hálózatok (Posner, 2010). Az egyik ilyen hálózat az agy noradrenalin-pályáit magában foglaló éberségi vagy vigilanciarendszer, a másik a mindmáig legtöbbet vizsgált orientációs rendszer, mely a szenzoros információkra való orientációt, az odafigyelést valósítja meg. A harmadik figyelmi hálózat a végrehajtó rendszer, amely nagyon fontos szerepet játszik a figyelmi folyamatok fejlődésében. A végrehajtó hálózat magában foglalja az elülső cinguláris kérget (anterior cingulate cortex, ACC), a prefrontális területeket és a bazális ganglionokat. A végrehajtó rendszer elsődlegesen olyan hálózatok szabályozásában vesz részt, ahol valamilyen konfliktus merül fel a komputációkban. Az ACC két alapvetõ részből tevõdik össze: egy affektív és egy kognitív területből. Az affektív terület a gyrus cinguli azon része, amely a limbikus területekkel, például az amygdalával áll összeköttetésben, és amely különösen aktív érzelmi jellegű feladatok során. A kognitív terület olyan helyzetekben aktiválódik, amikor valamilyen kognitív konfliktus jön létre, például a Stroop-hatás (Posner, 2010) A Stroop teszt és kialakulása A Stroop-teszt John Ridley Stroop nevéhez fűződik, aki az 1935-ben, angolul megjelent Studies of interference in serial verbal reactions című cikkében publikálta eredményeit, mely három különböző kísérletről szólt. Stroop a kísérleteiben számos variációját készítette el annak a tesztnek, mely három különböző típusú ingerre adott választ mért. A személyek feladata egy felirat színének meghatározása volt - a felírat azonban egy szín neve volt, mely vagy azonos volt, vagy különbözött a felirat színétől. 1. Az első inger esetén a színek nevei fekete betűvel kiírva jelentek meg. 2. A második inger esetén a színek neve más színnel volt írva, mint amit a szó jelent. 3. A harmadik inger esetén színes négyzetekből kellett a személyeknek kiválasztani a felirat színét (5 azonos méretű, különböző színű kis négyzet). 4

5 Az első kísérletben az első és a második ingert használta. A résztvevőket arra kérte, hogy olvassák a leírt szín nevét, függetlenül attól, hogy milyen színnel van írva (pl. azt kellett olvasniuk, hogy,,lila attól függetlenül, hogy milyen színű a szó). A második kísérletben a második és a harmadik ingert használta. A résztvevők feladata az volt, hogy a betűk színét mondják, függetlenül attól, hogy milyen szín van leírva, majd meg kellett nevezniük a négyzetek színét. Ha a,,lila szó pirossal volt írva, azt kellett mondaniuk, hogy piros. A harmadik kísérletben Stroop a résztvevőket a gyakorlás különböző szakaszaiban tesztelte. Stroop azt figyelte meg második kísérletében, hogy a résztvevőknek több időre van szüksége ahhoz, hogy kimondják a színt a második inger esetén, mint a négyzetek színének megnevezéséhez. Ez a késedelem nem jelentkezett az első kísérletnél. A vizsgálati személyek tehát színes négyzetek esetén a feladatot viszonylag gyorsan megoldják, de ahol nem egyezik a szín a szó jelentésével, tehát inkongurens szavak esetén sokkal lassabbak. Inkongruens ingereknél a jelentés és a szín zavarják egymást, interferálnak, az olvasás elsajátítása után az ember automatikusan elolvassa a szavakat a színre való koncentrálás a Stroop-tesztnél tehát kitartó szelektív figyelmi működést igényel. A tesztben vannak kongruens ingerek is, ahol a jelentés és a szín megegyezik, erre gyorsabban reagáltak a személyek.. A Stroop-interferencia az automatizált olvasással magyarázható, amikor az elme automatikusan meghatározza a szó szemantikus jelentését (a,,piros szót olvasva a piros színre gondol), és azután meg kell semmisítenie az első benyomást, mikor azonosítja a szó színét (a,,piros szó színe nem piros), ez pedig egy nem automatizált folyamat. Tehát ez a jelenség azért lép fel, mert a gyakorlott olvasóknál a szóolvasás annyira domináns és automatikus folyamat, hogy nagyon nehéz az adott instrukciót követve figyelmen kívül hagyniuk a szó jelentését, és csak a szó színét azonosítani (Stroop, 1935). Ez a teszt a szelektív figyelmet, a kognitív rugalmasságot és a feldolgozási sebességet méri, és a végrehajtó funkciók értékelésének eszköze. Megnövekedett interferencia-hatás jelentkezik demenciák, idegrendszeri betegségek, ADHD vagy pszichiátriai betegségek, mint például a szkizofrénia, függőségek és depresszió esetén (Atkinson és Hilgard, 2005). A hibázás és a nagyobb Stroop-hatás, ami az inkongruens ingerek és a kongruens ingerek reakcióidőnek különbsége, tehát a kognitív interferenciából, és a kevésbé hatékony gátlási kontrollból adódik (Stroop, 1935). 5

6 1.3. A kognitív teljesítmény genetikai vonatkozásai Figyelmi deficit és gének Ikervizsgálatok (Plomin, 2001), genom-analízissel végzett kutatások (Butcher, Davis, Craig és Plomin, 2008) és agyi képalkotó eljárásokat felhasználó kísérletek (J. A. Fossella és Casey, 2006) tanúsága szerint a kognitív teljesítmény örökletessége jelentős. A kognitív deficitek közül a nyelvi problémák heritabilitása 43%, a matematikai teljesítményproblémáké 61%, a memória romlását is okozó demenciáké 58% (Plomin, 2000). A molekuláris genetika fejlődésével megkezdődtek a kognitív teljesítmény pszichogenetikai vizsgálatai is, melyekben eddig elsősorban a figyelmi deficittel járó kórképek (pl. ADHD, Alzheimer-kór) kandidáns génjeit keresték (Li, Sham, Owen, és He, 2006; Luciano és mtsai, 2009). Az ADHD egy igen elterjedt gyerekpszichiátriai betegség, örökletessége 76% (Soreff, 2010). A dopamin-rendszer bizonyítottan érintett ebben a kórképben, a gyógyszerek a dopamin transzporter gátlását végzik (Levy, 1991). A rendellenesség 3 típusa: figyelemhiányos, hiperaktív típus (főleg fiúgyermekekre jellemző), impulzív típus, illetve kevert típus (DSM- IV-TR, 2000). A betegséggel kapcsolatos pszichogenetikai eredmények ellentmondóak, tanulmányok egy része a DRD4 VNTR 7-es allélját tekinti a kórkép kiemelt rizikófaktorának (pl. LaHoste, és mtsai, 1996). Ezzel kapcsolatban azóta számos ellentmondó eredmény született, de a tanulmányok metaanlízise kimutatta, hogy a figyelemhiányos típus hátterében a DRD4 VNTR hatása jelentős (Faraone és mtsai, 2005) DRD4 VNTR 7-es: A figyelmi képességek egyik kandidáns génváltozata Egészséges személyek kognitív képességeinek kandidáns génjeit a mai napig csak kevesen vizsgálták. Az eddigi asszociációvizsgálatok egy adott figyelmi feladatban mért teljesítménymutató (például a fókuszált figyelem, a figyelem fenntartása, figyelmi gátlás, stb.) és a hozzá elméleti megfontolások alapján kapcsolható kandidáns gén között mutattak ki szignifikáns összefüggést (például J. Fossella, és mtsai., 2002). Munkacsoportunk kurrens adatai szerint a Dopamin D4 receptor gén egyik hosszúságpolimorfizmusa és a standard feladat-független reakcióidő szignifikáns összefüggést mutat egyszerű verbális tesztek (szókiolvasás és szóismétlés), valamint képmegnevezési feladat alapján (Szekely, Balota és mtsai, 2010). A 7-szeres ismétlődést tartalmazó génváltozat mellett lassabb az átlagos reakcióidő. A hatást nem a fáradás okozza, emellett 6

7 nemtől független. A szelektív figyelmi feladatok használata (ilyen a jelen kutatásban használt Stroop-teszt is) a genetikai asszociációvizsgálatok szempontjából eddig még kevésbé vitatott kérdés, az általam vizsgált kandidáns génváltozatok kapcsán tudtommal még nem született kutatási eredmény A dopmain-szerotonin egyensúly elmélet Egy ADHD-val kapcsolatos metaanalízis összefoglalója alapján a dopamin-rendszer mellett a szerotonin-rendszer génváltozatainak is szerepe lehet a gyermekkori zavar kialakításában, melynek alapja, hogy az agykéregben történő ingerületátvitelben a dopamin mellett a szerotonin a másik legfontosabb neurotranszmitter (Faraone és mtsai, 2005). A figyelmi funkciók és a prefrontális gátlás szempontjából eddigi tanulmányok szerint az optimális dopamin-szerotonin egyensúly kulcsfontosságú (pl. Deakin és Graeff, 1991). Anatómiai és farmakológiai bizonyítékok is alátámasztják, hogy a dopamin- és a szerotonin rendszer közös struktúrákat is tartalmaz, melyek, különböző agyi mechanizmusok segítségével együtt alakítanak ki bizonyos pszichológiai jellemzőket. Meg kell azonban jegyezni, hogy ezek pontos működése jelenleg is kutatott, terület, és az idegtudományi és a pszichológiai eredmények sokszor ellentmondóak (Daw és mtsai, 2002) A DRD4 VNTR és 5-HTTLPR polimorfizmusok interakciós hatásai drogfüggőknél A dopamin- és szerotoninháztartás egyik tipikus, normálistól eltérő működése, és az egyensúly felborulása pszichoaktívszer-használók körében tapasztalható (Boor és mtsai, 2003). Heroinfüggők vizsgálataiból kiderült, hogy a DRD4 gén -521 C/T SNP egypontpolimorfizmusa és a szerotonin transzporter gén korábban bemutatott 5-HTTLPR VNTR polimorfizmusa interakciós hatást fejti ki a kábítószerfüggésre mint hajlamra. A hazánkban végzett vizsgálat szerint heroinfüggőkben a rövid allél jelenlétében gyakoribb a dopaminerg rizikógén (DRD4-521 C/T SNP: CC változat) előfordulása (Boor és mtsai, 2003) Az 5-HTTLPR polimorfizmus hatása a figyelmi teljesítményre depressziós betegekben A kognitív teljesítmény szelektív figyelmi komponensének romlását depresssziós betegeknél korábban már leírták (Ottowitz és mtsai, 2002); ennek pszichogenetikai vizsgálata kapcsán egy hazai eredmény arról számol be, hogy a szerotonin rendszer egyes polimorfizmusai (pl. 5-7

8 HTTLPR) összefüggnek a depresszióval (Sárosi és mtsai, 2008). Ez az eredmény alátámasztja a korábbi nemzetközi adatokat (pl. Caspi és mtsai, 2003). Az említett eset-kontroll vizsgálatot major és bipoláris depresszióban szenvedő betegek (összesen 71 fő) és egy egészséges kontrollcsoport (99 fő) genotípus adatainak - többek közt a már említett 5-HTTLPR szerotonintranszporter - és fenotípus adatainak (szorongást és depressziót mérő kérdőívek, Raven-féle progresszív mátrix), köztük neurokognitív tesztek eredményeinek (Stroop, Trail Making, Rey-tesztek) elemzésével végezték. A Stroop-tesztben a depressziósok szignifikánsan rosszabbul teljesítettek, mint a kontrollok, illetve kimutatták, hogy a szerotonin transzporter gén STin2 hosszúságpolimorfizmusának homozigóta változatban előforduló 2.10-es allélja mellett nagyobb a depresszió előfordulási valószínűsége. A Stroop-tesztben nyújtott teljesítménnyel viszont nem adódott genetikai asszociáció, tehát a STin2 depresszióra hajlamosító változata nem feltétlenül okoz gyengébb válaszgátlást (Sárosi és mtsai, 2008). Mindezek alapján indokolt a DRD4 VNTR és 5-HTTLPR genotípusok hatásának vizsgálata az egészséges személyek figyelmi funkcióinak hátterében, illetve feltételezhető a kétféle rendszer génjeinek interakciós hatása a kognitív teljesítmény, ezen belül is a figyelmi gátlás kapcsán Hipotézisek A szakirodalmi eredmények alapján a következő hipotéziseket fogalmaztam meg: 1. A DRD4 VNTR 7-es alléljával rendelkezők reakcióideje lassabb a Strooptesztben, mint az ezt a génváltozatot nem hordozóké. 2. A DRD4 VNTR 7-es alléljával rendelkezők Stroop-hatás mutatója nagyobb, mint a 7-es változatot nem hordozóké. 3. A DRD4 VNTR 7-es allélját hordozók többet hibáznak a Stroop-tesztben. 4. Az 5-HTTLPR hosszú és rövid allélja alapján elkülönülő csoportok eltérnek a Stroop hibák számában. 5. A DRD4 VNTR és a szerotonin-transzporter 5-HTTLPR interakciós hatást fejt ki a Stroop-feladatban előforduló hibák számára. A jelen dologozatban kapott eredmények alapján megfogalmazott további hipotézisek: 8

9 6. A Simon-teszt retrospektív elemzése alapján a válaszokban előforduló hibák számára a DRD4 VNTR és az 5-HTTLPR az előző eredményekhez hasonló génhatást mutat. 7. A Stroop-teszt alatt a személyek teljesítménye fáradási hatást mutat: a feladat utolsó részében többet hibáznak, mint az elején vagy a közepén. 8. A DRD4 VNTR 7-es allélját hordozóinál markánsabb ez a fáradási hatás. 2. Módszer 2.1. Eljárás A résztvevőket az etikai elveknek megfelelően tájékoztattuk a kutatás lényegéről, majd az Egészségügyi Tudományos Tanács Tudományos és Kutatásetikai Bizottsága (ETT-TUKEB) által jóváhagyott beleegyezési nyilatkozat aláírásával beleegyezésüket adták, hogy azonosító kódszámmal ellátott DNS-ük és a figyelmi tesztekből nyert adataik pszichogenetikai vizsgálatokban elemzésre kerüljenek. A genotípusos adatokat fájdalommentes módon levett ún. non-invazív bucca minták (szájnyálkahártya-hámsejt) izolálásával nyertük a Boor és munkatársai (2002) által leírt módon (1. sz. melléklet). A génváltozatok meghatározását a velünk kollaboráló, molekuláris genetikusokból álló munkacsoport végezte a bevezetőben említett DRD4 VNTR és 5-HTTLPR VNTR polimorfizmusokra. A fenotípus profil jelen vizsgálatban reakcióidő feladatok viselkedéses adataiból állt: a szelektív figyelmet mérő Stroop-tesztet használtam. Felhasználtam továbbá egy korábbi vizsgálatban felvett fókuszált figyelmet mérő feladat adatait is (itt a Simon-teszt módosított változatát használták) Résztvevők A jelen vizsgálatban 179 egészséges fiatal személy vett részt, többnyire egyetemi hallgatók (32 % férfi 68 % nő). A mintavétel életkor tekintetében célzott volt. Az átlagéletkor 21,7 (±2,5) év. A legfiatalabb résztvevő 18 éves, a legidősebb 30 éves. A korábbi vizsgálatban, melyeken retrospektív elemzést végeztem, 102 személy vett részt, átlagéletkoruk 23,4 (± 4,2) év, 28%-uk férfi, 72 %-uk nő. 9

10 2.3. Mérőeszközök fenotípus A jelen vizsgálatban rövid (5-10 perces) számítógépes feladatok elvégzésére kértük a személyeket, melyek kétféleképpen kerültek felvételre, mivel a projekt keretein belül egyrészt lehetőségünk volt számítógépteremben történő csoportos felvételre, másrészt egyenként is végeztünk adatfelvételt. Az egyéni vizsgálatban a személyek mikrofonba mondták válaszaikat, melynek alapján a számítógép rögzítette a válaszidőt, míg a csoportos vizsgálatban a személyek egér segítségével adtak válaszokat (így hangadással nem zavarták egymást). A mikrofont használó rendszerre azért volt szükség, mert a projektben idős és fiatal személyek kognitív teljesítményét is mérjük, így szükség volt olyan kísérleti helyzetre, melyet nem torzítanak az egérhasználat problémái. A jelen dolgozatban egy szűk életkori csoport adataival dolgoztam, melyből 52 fő egyéni, 127 fő pedig csoportos helyzetben vett részt. Ahogy azt később a Validitás -fenotípus részben részletesen bemutatom, a reakcióidőben tapasztaltam, míg a hibázások számában nem tapasztaltam a két helyzet között szignifikáns eltéréseket, így ennek megfelelően használtam az adatokat a genetikai asszociációelemzésekben Az általunk használt Stroop-teszt A csoportos kísérleti helyzetben a résztvevők a képernyő közepén megjelenő színnevet ábrázoló felirat színét egér segítségével választották ki a képernyő alján megjelenő színnevekből. Az elrendezés az ábrán látható: PIROS 1. ábra: A klikk-választ igénylő kísérleti elrendezés Az egyéni helyzetben verbális választ adtak, melyet egy fejhallgatós mikrofon érzékelt (ebben a kísérleti helyzetben nem voltak színnév feliratok). Ezt a kísérleti változat hangszigetelt szobában zajlott, hogy ne legyenek zavaró akusztikus ingerek a környezetben. A hibás válaszokat csoportos helyzetben a számítógép regisztrálta, egyéni helyzetben külön lapon 10

11 kódoltuk a résztvevő személy hibázásait, illetve a hangrögzítő berendezés működéséből eredő hibákat (a reakcióidőket mindkét esetben a számítógép rögzítette adatfájlokba). A Stroop-teszt a figyelmi rendszer összetevői közül a végrehajtó funkció (executive control, Posner és DiGiloramo, 1998) működését, azaz a szelektív figyelmi komponenst méri. A különböző színnel megjelenő színnevek egy részénél konfliktus van a beérkező inger és a célinger között. Ez az inkongruens feltétel (pl. zölddel van írva, hogy kék ). Kongruens feltétel az, amikor pl. pirossal van írva, hogy piros, tehát összeillés van a célinger és a beérkező inger között. A Stroop-hatást az inkongruens és kongruens RI-k különbségével mérjük, mely általában pozitív érték, mivel a kongruens ingerre az összeillés miatt gyorsabb a reakcióidő (csak el kell olvasni). Az inkongruens próbában a személyek tipikusan többet hibáznak, mert nincs összeillés, több mentális erőfeszítést igényel (nem helyes a válasz, ha egyszerűen kiolvassák) Simon-teszt Egy korábban, az egyetemünkön végzett kísérletsorozat figyelmi tesztjének adatain retrospektív elemzést végeztem. Akkor a Simon-tesztet használták a kutatók, ami egy egyszerű feleletválasztásos, fókuszált figyelmet mérő teszt. Ebben az elrendezésben a számítógép képernyőjének közepén a fixációs kereszt eltűnése után, középen, jobb vagy baloldalon megjelenik egy vagy jobbra, vagy balra mutató nyíl. A személy feladata, hogy kezét a billentyűzet S és K gombján tartva a nyíl irányának megfelelően a jobb vagy bal oldali gombot nyomja meg az azonos oldali kézzel, függetlenül attól, hogy a fixációs pont melyik oldalán volt a nyíl. fixáció + célinger + idő + 2. ábra: A Simon-teszt általunk használt elrendezése 11

12 A teszt fókuszált figyelmi teljesítményt mér, mégpedig különböző reakcióidő-mutatók formájában. A Stroop-teszthez hasonlóan itt is mérhetőek a következő változók: összes helyes válasz átlagos reakcióideje, kongruens, illetve inkongruens feltételben produkált helyes válaszok átlagos reakcióideje. Ebben a vizsgálatban mérhető a semleges helyzetben produkált átlagos reakcióidő is (ezek a középen megjelenő jobbra vagy balra mutató nyilakra adott helyes válaszok). A fókuszált figyelmi teljesítményt mérő ún. Simon-hatás a Stroophatáshoz hasonlóan az inkongruens és a kongruens ingerek reakcióidejének különbsége. Természetesen ennél a tesztnél is vizsgálható a hibázás mutatója, melynek pszichogenetikai elemzését először a jelen dolgozat retrospektív elemzéseiben mutatok be A vizsgált kandidáns génpolimorfizmusok DRD4 VNTR A dopaminerg rendszer szerepe a kognitív működésben vitathatatlan fontosságú. Az általam vizsgált egyik gén a DRD4 dopaminreceptor-gén, mely a 11-es kromoszómán helyezkedik el. A gén kódoló régiójának III. exonjában található egy hosszúságpolimorfizmus, amiben egy 48 bázispárból álló egység 2-től 11-szer ismétlődhet (Van Tol, 1992). Kaukázusi mintában leggyakoribb a 4-szeres ismétlődés, a második leggyakoribb a 7-es allél, amit hosszú változatnak is neveznek. Erről a változatról kimutatták, hogy jelenlétében kevésbé hatékony az agykérgi gátlás (Van Tol, 1998). A polimorfizmus pszichológiai vonatkozásairól számos publikáció született: több kutatócsoport is kimutatta, hogy a 7-es allélt hordozók magasabb pontszámot érnek el az Újdonságkeresés személyiségdimenzión (elsőként Ebstein és mtsai, 1996), emellett metaanalízissel megerősítették, hogy ez a génváltozat az ADHD egyik rizikófaktora (Faraone és mtsai, 2005). Hazánkban született érdekes eredmény, hogy a DRD4 VNTR 7-es allélja a korai dezorganizált kötődés kiemelt rizikófaktora, mely preferenciálisan örökítődik át dezorganizált csecsemőkbe (Lakatos és mtsai, 2000/2002) HTTLPR VNTR A másik általam vizsgált gén a szervezet szerotonin (5-hidroxitriptamin: 5-HT) transzmisszióját szabályozza. Feladata a szerotonin szinaptikus résből való visszavétele, ezáltal befolyásolja a szinapszisban a jeltovábbítás idejét és erősségét. A szerotonin transzporter polimorfizmusai a szerotonin transzmisszió fontos faktorai lehetnek, közülük a 12

13 gén promoter régiójának 5-HTTLPR hosszúság-polimorfizmusa (VNTR) egyes kutatások szerint kapcsolatba hozható többek közt a major depresszióval (pl. Caspi és mtsai, 2003) és a bipoláris hangulatzavarral (Lesch, 1996). Az 5-HTTLPR a transzporter szintézisének intenzitását befolyásolja. A génnek két allélja van: a hosszú (l) 16-os ismétlődésű és a rövid (s) 14-es ismétlődésű allélok. Az eddigi kutatások szerin a rövid (14-es) változat lényegesen kisebb transzkripciós aktivitást eredményez. Korábbi vizsgálatok alapján a rövid allél recesszívnek bizonyult, tehát csak homozigóta formában jelenik meg fenotípusosan is, így az s/l (heterozigóta) és az l/l genotípusok tehát fenotípusosan hosszú - nak tekintendőek (Bellivier és mtsai, 1998; Collier és mtsai, 1998). A depresszió és a polimorfizmus kapcsolatának hátterében az áll, hogy a gén rövid változata (ami deléció, azaz kromoszómatörés eredményeképp rövidebb) esetén erőteljesebben emelkedik az amygdala neuronális aktivitása kellemetlen, stresszteli inger hatására (Hariri és mtsai,2002). Az észlelt stressz szint is magasabbnak bizonyult pl. a gén rövid változatával rendelkező szívbetegeknél (Otte és mtsai, 2007). Fontos azonban hozzátenni, hogy a környezet és stresszteli életsemények moderátorváltozóként hatnak: erősíthetik, vagy gyengíthetik a gén hatását, ami a depresszió rizikófaktoraként van jelen (Caspi és mtsai, 2003; Bertolino és mtsai, 2005; Neumesiter és mtsai, 2002). Hasonlóképpen a kognitív tesztekben nyújtott teljesítményt is számos környezeti tényező befolyásolhatja (önállóan, illetve a genetikai háttértényezőkkel interakcióban). Ezek közül a szorongás, a depresszív állapot, a tanult tehetetlenség kifejezetten ronthatja a figyelmi teljesítményt, tehát az 5-HTTLPR génváltozatainak hatását érdemes megvizsgálni a figyelmi teljesítménnyel kapcsolatban. 13

14 3. Eredmények A statisztikai elemzéseket az SPSS Statistics program 17-es verziójával végeztem A fenotípus adatok validálása Elsőként összevetettem a kétféle Stroop-feladatban nyújtott teljesítményt, mivel a pszichogenetikai elemzésekben mindkét kísérlet adatait használni szerettem volna. Mindkét feladatban a következő fenotípusos jellemzőket mértem: a hibák számát, az összes helyes válasz sebességének átlagát, csak a kongruens, illetve inkongruens helyes válaszok sebességének átlagait, valamint e két reakcióidő érték különbségét, a Stroop hatást (1. táblázat). A táblázatban a reakcióidő (RI) értékek ezredmásodpercben (ms) vannak megadva. Verbális válasz (N=57) A Stroop feladat típusa Klikk-válasz (N=132) t-próba szig. Hibázások száma 1,26 (±1,47) 0,97 (±1,26) NS Összes RI átlag (ms) 720,87 (±79,05) 890,84 (±112,63) p<0,001 Kongruens RI átlag (ms) 658,72 (±70,45) 836,14 (±114,84) p<0,001 Inkongruens RI átlag (ms) 785,40 (±97,75) 952,81 (±128,02) p<0,001 Stroop-hatás (ms) 126,68 (±58,52) 116,67 (±75,31) NS 1. táblázat: A Stroop-teszt mért paraméterei a kétféle kísérleti változatban Látható, hogy az egyéni helyzetben verbális választ adó csoport általában szignifikánsan gyorsabban válaszolt, mint a csoportos helyzetben egeret használó csoport (ez a különbség mindhárom reakcióidő típusban (összes RI, kongruens RI és inkongruens RI) megjelenik. Ugyanakkor sem a hibázás sem a Stroop-hatás tekintetében nincs szignifikáns különbség. Ennek alapján az asszociációvizsgálatokban a reakcióidők esetében külön kell tesztelni a kétféle Stroop feladatot végző mintát, azonban a Stroop hatás és a hibázások száma mutatók esetében lehetséges e két minta együttes elemzése. Az életkor nem függött össze szignifikánsan egyik Stroop-tesztben mért teljesítmény paraméterrel sem, valamint a férfiak és nők átlagos teljesítménye között sem volt szignifikáns eltérés. Ennek alapján a későbbi genetikai asszociációelemzésekben nem volt szükséges kovariáns változóként kezelni a nem illetve a kor változókat. A hibázás és a reakcióidő mutatók nem korreláltak egymástól független változóként kezelhetőek. 14

15 3.2. A genotípus adatok validálása A genetikai adatok megbízhatóságát az adott polimorfizmus különböző genotípusainak előfordulási gyakorisága alapján teszteljük (Hardy, 1908). A minta genotípus-eloszlása (2. táblázat) mindkét általam vizsgált polimorfizmus esetében Hardy-Weinberg egyensúlyban volt: 5-HTTLPR 14/16: Khi 2 =4,177 (p=0,124); DRD4 VNTR: Khi 2 =0,026 (p=0,987). A Khi 2 próbával azt teszteltem, hogy az elméleti értékek alapján elvárt gyakorisági értékek eltérnek-e a vizsgálatban mért értékektől. Gének Allélok Gyakoriság (fő) Gyakoriság (%) Összesen (fő) DRD4 VNTR 5-HTTLPR Nincs 7-es Van 7-es táblázat: A genotípusok gyakorisági adatai A DRD4 VNTR 7-es allélja viszonylag ritkán fordult elő, azonban az úgynevezett hosszú allélek közül ez a leggyakoribb, így a szakirodalomban is használt nincs vagy van 7-es csoportosítás volt a legcélravezetőbb a genetikai asszociációelemzésekhez. Ezzel szemben az 5-HTTLPR két allélja (14-es és 16-os) nagyjából azonos arányban volt jelen, így a heterozigóta és a két homozigóta genotípus csoport alapján történő felosztás megfelelő elemszámot biztosított az asszociációelemzésekhez Hipotézisek tesztelése Génasszociáció-vizsgálat: DRD4 VNTR és reakcióidő (1. hipotézis) A DRD4 VNTR 7-es allélt hordozó, ill. ezt nem hordozó csoportok reakcióidő teljesítményét független mintás t-próbával vetettem össze. Az elemzés függő változói: összes, kongruens, illetve inkongruens RI átlag. Az elemzés nem mutatott összefüggést a DRD4 VNTR és a válaszsebesség között: a két genotípus-csoportban mért reakcióidő-mutatók nem különböztek szignifikánsan egyik kísérleti típusban sem. 15

16 Génasszociáció-vizsgálat: DRD4 VNTR és Stroop-hatás (2. hipotézis) A DRD4 VNTR 7-es allélt hordozó, ill. ezt nem hordozó csoportok Stroop-hatás mutatóját független mintás t-próbával vetettem össze. Az elemzés alapján a DRD4 VNTR nem volt hatással a Stroop-hatás értékeire: ezek nagyon hasonló értékeket mutattak a két genotípuscsoportban mindkét kísérleti típus esetében Génasszociáció-vizsgálat: DRD4 VNTR és a Stroop hibák száma (3. hipotézis) A DRD4 VNTR 7-es allélt hordozó, ill. ezt nem hordozó csoportok Stroop-hiba számát független mintás t-próbával vetettem össze elsőként külön-külön az egyes kísérleti típusokban. Az elemzés markáns különbséget mutatott a genotípus-csoportok között. Az egyéni helyzetben verbális választ adó 7-es allélt hordozók szignifikánsan többet hibáztak (átlagosan 1,88-at ±1,99), mint az ezt a változatot nem hordozók (átlag: 1,00 ±1,1), t(55)=2,113; p=0,037). Hasonlót tapasztaltam a csoportos helyzetben egeret használó csoport esetében is, itt a 7-es allélt hordozók átlagos hibázása 1,36 ±1,8 volt, szemben a 7-es allélt nem hordozó csoport szerényebb (átlagosan 0,92 (±1,103) hibázásával. A két átlagos összehasonlító t-próba eredménye tendenciózus, t(119)=1,691; p=0,093. Az 1. táblázatban bemutatott eredmények alapján a hibázások száma az asszociációvizsgálatokban a teljes mintán is tesztelhető (mivel átlagos értéke nem különbözött szignifikánsan a két feladattípusban). A 3. táblázatban bemutatott egyszempontos varianciaelemzésben ennek megfelelően a teljes mintát használtam, és a hibázás nyers pontszámai mellett elemeztem a reakcióidő adatok feladatonként standardizált további teljesítmény mutatóit is. Nincs 7-es allél (N=128) Van 7-es allél (N=50) ANOVA szig. Hibázások száma 0,95 (±1,05) 1,54 (±1,87) p=0,008 Összes RI átlag (ms) 0,02 (±0,97) 0,03 (±1,03) NS Kongruens RI átlag (ms) 0,01 (±0,96) 0,07 (±1,06) NS Inkongruens RI átlag (ms) 0,03 (±0,99) 0,004 (±1,01) NS Stroop-hatás (ms) 0,03 (±0,99) -0,08 (±0,99) NS 3. táblázat: A hibaszám és a standardizált reakcióidő-mutatók átlagértékei a DRD4 VNTR két genotípus-csoportjánál Az eredmények alapján egyedül a hibák számában tapasztalható genetikai hatás: a DRD4 VNTR gyengébb válaszgátlást eredményező 7-es allélja mellett szignifikánsan magasabb az átlagos hibázási arány (F(176)=7,195; p=0,008). A hatásméret-mutató és az erő-elemzés 16

17 alapján elmondható, hogy a DRD4 VNTR két genotípus-csoportja (van 7-es/nincs 7-es) a Stroop-hibák összvarianciájának 3,9%-át magyarázza ami pszichogenetikai asszociációvizsgálatokban jelentős hatásnak számít (a statisztikai erő megfelelő: 0,76). A DRD4 VNTR génváltozatok és a Stroop feladatban produkált hibázási arányok közötti összefüggést szemlélteti az 1. ábra, ahol a vízszintes tengelyen a hibák száma van jelölve kategóriákra bontva (0 hiba, 1 hiba, 2 hiba, és 3 vagy több hiba), a függőleges tengelyen az egyes genotípus-csoportokat jelölő színes oszlopok pedig az adott hibaszám előfordulási arányát mutatják. Előfordulási arány (%) nincs 7-es van 7-es Stroop hibák száma 1. ábra: A hibázások átlaga a két genotípus-csoportban Látható, hogy a feltehetően gyengébb gátlást előidéző 7-es allélt hordozók többet hibáztak (nagyobb eséllyel van 1, illetve 3 vagy több hibájuk, mint az ezt a génváltozatot nem hordozó csoportnak). Az összefüggést tesztelő 2x4es Khi négyzet próba eredménye tendenciózus (Khi 2 =6,768, (p=0,08), mely arra utal, hogy a DRD4 VNTR 7-es változatát hordozók pontatlanabbak voltak a Stroop-feladatokban Génasszociáció-vizsgálat: 5-HTTLPR VNTR és a Stroop hibák száma (4. hipotézis) A szerotonintranszporter 5-HTTLPR VNTR 14-es/16-os ( rövid / hosszú ) változatával rendelkezők csoportjainak és a Stroop-feladat mért változói közül szintén a hibázásnak, mint független változónak adódott szignifikáns asszociációja. 17

18 A három genotípus-csoport (14/14 homozigóta, 16/16 homozigóta, 14/16 heterozigóta) hibázási arányai 2. ábrán láthatóak, ahol a vízszintes tengelyen a genotípus-csoportok, a függőleges tengelyen pedig a Stroop hibák átlagos száma van jelölve: 2. ábra: A Stroop-tesztben vétett hibák átlagának alakulása az 5-HTTLPR három genotípuscsoportjánál (az y-hibasávok a standard hibát jelzik) A 14-es allél jelenléte szempontjából élesen elkülönülnek a csoportok: a heterozigóták (zöld oszlop) hibázási aránya (átlag: 0,86±1,25) a homozigóta genotípust hordozókéhoz van közel (rózsaszín oszlop, átlag: 0,88±1,05). Míg a homozigóta génváltozatot hordozóké mindkettőnél magasabb (átlag: 1,62±1,63). Egyszempontos varianciaanalízissel tesztelve a szerotonintranszporter 5-HTTLPR VNTR polimorfizmusa szignifikáns összefüggést mutat a Stroop feladatban mért hibázások számával; F(2)=5,486; p=0,005). Mivel a homozigóták és a heterozigóták átlagos hibázása igen hasonló volt, a van 14-es allél / nincs 14-es allél genotípus felosztás szerint is elvégeztem az asszociációelemzést. Egyszempontos varianciaanalízis alapján azt kaptam, hogy a rövid (14- es) allélt hordozók szignifikánsan kevesebb hibát vétenek a tesztben, mint a 14-est nem hordozók F(1,173)=11,027 (p=0,001). A 14-est hordozók átlagosan 0,87±1,18 hibát, míg a nem hordozók átlagosan 1,62±1,63 hibát vétettek. A hatásméret-mutató és az erő-elemzés alapján elmondható, hogy az 5-HTTLPR két genotípus-csoportja (van 14 / nincs 14) a Stroophibák összvarianciájának 6%-át magyarázza, ami az asszociációvizsgálatokban vizsgálatban nagyon erős hatásnak számít (a teszt statisztikai ereje megfelelő: 0,91). 18

19 Gén-gén interakció elemzés: DRD4 VNTR és 5-HTTLPR (5. hipotézis) Mivel mind a dopamin D4-es receptor hosszúság-polimorfizmusa (DRD4 VNTR), mind pedig a szerotonin transzporter hosszúság-polimorfizmusa összefüggést mutatott a Stroop feladatban mért hibázások számával, felvetődött, hogy a DRD4 VNTR 7-es alléljának és az 5- HTTLPR 14-es alléljának a Stroop-hibák számára gyakorolt interakciós hatását is megvizsgáljam. Az eredményeket a 3. ábra mutatja be. 3,5 Nincs 5-HTTLP 14-es Van 5-HTTLP 14-es 3,0 Stroop hibázások átlagos száma 2,5 2,0 1,5 1,0,5,0 Nincs DRD4 VNTR 7-es Van DRD4 VNTR 7-es 3. ábra: Stroop hibázások száma a dopaminerg és szerotonerg genotípusok függvényében (az y-hibasávok a standard hibát jelzik) A kétszempontos varianciaanalízissel tesztelt gén-gén interakció szignifikáns: F(1,164)=4,89 (p=0,028). A legtöbb hibát azok vétik, akik a DRD4 VNTR 7-es allélját hordozzák, ugyanakkor nem rendelkeznek az 5-HTTLPR 14-es alléljával (átlagos hibázásuk 2,47(±2,01). A legkevesebb hibát, átlagosan 0,84(±0,99)-et a DRD4 VNTR 7-est nem, de az 5-HTTLPR VNTR 14-est hordozók vétik. A másik két lehetséges kombináció e két érték között helyezkedik el igen hasonló hibázási aránnyal (1,1±1,69 és 1,15±1,1). A kétszempontos független mintás varianciaanalízis tehát szignifikáns interakciót mutat a két tesztelt genotípus 19

20 között, a két gén interakciós hatása a Stroop-hibák összvarianciájának mintegy 3%-át magyarázza, a statisztikai erő 0,6. Fontos megjegyezni, hogy a DRD4 VNTR és 5-HTTLPR önálló főhatása szintén szignifikáns (p=0,001). Az önálló hatások által megmagyarázott variancia 6%, a próbák statisztikai ereje 0,9 fölötti mindkét génváltozat esetében Retrospektív elemzés (6. hipotézis) Az előző alfejezetben bemutatott eredmények alapján a munkacsoportunkban korábban felvett Simon-tesztben is teszteltem a hibázások számának összefüggését a DRD4 VNTR és 5- HTTLPR polimorfizmusokkal. A Simon tesztben produkált hibázások száma azonban nem különbözött szignifikánsan két gén genotípusai alapján képzett csoportokban és gén-gén interakciót sem sikerült kimutatni. sincs. Az eredmények a 4. táblázatban láthatóak: Gének Allélok Átlag (±szórás) N (fő) ANOVA Szig. Nincs 7-es 0,024 (±0,294) 70 DRD4 VNTR NS Van 7-es 0,024 (±0,255) 32 Nincs 14-es 0,024 (±0,027) 37 5-HTTLPR NS Van 14-es 0,024 (±0,029) táblázat: A vizsgált genotípus-csoportok Simon-tesztben mutatott hibázási arányai A fáradás vizsgálata a Stroop-tesztben (7. hipotézis) Feltételezhető, hogy mint minden kognitív tesztben, Stroop-feladatban is kimutatható fáradási hatás. A jelen pályamunkában a hibázások számában mutatott fáradási hatást teszteltem. Azt az eredményt kaptam, hogy a vizsgálati személyek a feladat előrehaladtával többet hibáznak. A 72 ingerből álló teszt elején (az első 12 ingerre reagálva) a hibáknak csupán 29%-át, a második részben 26%-át, míg a harmadik részben (azaz a ingerig) a hibák 45%-át követik el. Tehát egy általános fáradás tapasztalható (ha fáradási hatást nem feltételeznénk, a hibák kb. 33.3%-át kellene elkövetniük mindhárom részben). Ezt az elméleti eloszlást az általam tapasztalt 29% 26% 45%-os eloszlással összehasonlítva a Khi négyzet próba eredménye tendenciózus Khi 2 =2,86 (p=0,09) A fáradás vizsgálata a Stroop-tesztben (8. hipotézis) Ezt a fáradást genetikai szempontból is megvizsgáltam a következőképpen: Első lépésben a Stroop teszt során vétett hibázás(ok) helyét két független kódoló kategorizálta minden résztvevőre aszerint, hogy a vizsgálati személyek a feladat elején vagy végén követték-e el. 1-es értéket kaptak azok a személyek, akik a feladat első felében hibáztak többet, illetve 2- es értéket rendeltünk azokhoz, akik a feladat második felében hibáztak többet. Kódolás után 20

21 az eredményeket összehasonlítottuk, és a fentebb megadott szabály alapján döntöttünk, ha a két kódoló eredménye esetleg eltért egymástól. Ezt az egyszerű, két-értékű fáradási mutatót vettem alapul ahhoz, hogy megvizsgáljam: a figyelemzavaros hiperaktivitás rizikógénjét, a DRD4 VNTR 7-es allélját hordozóknál markánsabb-e a fáradás. Az eredményeket az 5. táblázat szemlélteti: Hibázás Gén Allélok a feladat elején a feladat végén Nincs 7-es 44% 56% DRD4 VNTR Van 7-es 25% 75% 6. táblázat: A hibák előfordulási gyakorisága és helye a DRD4 VNTR genotípus-csoportjainál A 7-es alléllal rendelkezők közül a feladat vége felé jellemzően többen követnek el hibát a Stroop feladat során (a személyek háromnegyede a feladat végén hibázott). A 7-es allélt nem hordozó csoport a feladat során egyenletesebben hibázik, náluk is van egy kis hibaaránynövekedés a feladat előrehaladtával. Az 5. táblázatban szemléltetett eloszlásbeli különbség 2x2-es Khi négyzet próbával tesztelve nem szignifikáns: Khi 2 = 1,24 (p=0,27). 4. Konklúzió 4.1. A Stroop feladatban a hibázások száma jobb endofenotípus, mint a korábbi kutatások alapján kimutatott reakcióidő endofenotípus Korábbi kutatások már alátámasztották az örökletes dopaminerg mechanizmusok jelentőségét a kognitív teljesítmény alakulásában például munkacsoportunk nemrégiben megjelent tanulmánya szerint a DRD4 VNTR 7-es allélja és a feladat-független reakcióidő közt összefüggés adódott egyszerű verbális tesztekben és képmegnevezési feladatban (Szekely, Balota és mtsai, 2010). A 7-es alléllal rendelkezők szignifikánsan lassabban teljesítettek figyelmi tesztekben: fél szórásnyival lassabb válaszlatenciát produkáltak a 7-est génvariánssal nem rendelkezőkhöz képest. Ez a génhatás a feladatok elején is megbízhatóan kimutatható volt, és az eredmények szerint a feladat nehézsége összefüggött a genetikai hatás mértékével. A cikk alapján feltételezték, hogy a DRD4 VNTR hatása valószínűleg olyan feladatokban érvényesül jobban, melyek jobban igénybe veszik az információfeldolgozó rendszert. A jelen pályamunkában bemutatott Stroop feladat elég nehéz (a válaszadáshoz szükséges átlagos reakcióidő hosszabb, mint például a Székely és mtsai által használt Simon feladatban, ahol a cikk szerzőinek nem sikerült szignifikáns genetikai hatást kimutatnia). Tehát elvárásom 21

22 az volt, hogy a Stroop reakcióidő mutatók lassabb teljesítményt jeleznek a DRD4 VNTR 7-es génváltozatot hordozók csoportjában, mint azoknál, akik ezt a génvariánst nem hordozzák. A jelen pályamunkában bemutatott elemzések alapján azonban nem sikerült DRD4-génhatást kimutatnom a Stroop-tesztben nyújtott reakcióidő-értékekre egyik kísérleti változatban sem, pedig a teszt viszonylag bonyolult, igénybe veszi az információfeldolgozó rendszert. Ugyanakkor a Stroop feladatban előforduló hibázásokat elemezve azt tapasztaltam, hogy a hibák száma összefüggést mutat a DRD4 VNTR hosszú alléljával, tehát a dopaminerg hatás ezt a teljesítmény endofenotípust használva kimutatható. A feladatban a hibák előfordulása jellemzőbb volt a DRD4 VNTR 7-es alléljával rendelkezőknél. Ezek szerint a kognitív figyelmi működést vizsgáló feladatokban a különböző mérhető reakcióidőkomponensek mellett a teljesítmény minősége (tehát az ingerre adott válasz helyes vagy hibás volta) is szerepet játszhat, ami ennél a viszonylag komplex feladatnál meg is mutatkozott. Eredményeim alapján úgy tűnik, hogy a DRD4 VNTR genetikai hatása ennél a komplex feladatnál nem a lassulásban, hanem a több hibázásban mutatkozik meg Korábbi és jelen DRD4 VNTR asszociációeredmények funkcionális magyarázata A DRD4 hatásának molekuláris magyarázata nem egyértelmű, az eddig végzett kandidáns génekkel kapcsolatos vizsgálatok a dopamin D4 receptor gén hosszúságpolimorfizmusának ingerületátvitelben betöltött szerepét emelik ki. A 7-es, hosszú változat egyes molekuláris vizsgálatok szerint szuboptimálisnak tekinthető a kaukázusi populációban leggyakoribb 4-es ismétlődésű alléllal szemben, valószínűleg kevésbé hatékony a dopamin átvitelében (Jovanovic, Guan, és Van Tol, 1999). A jelen vizsgálatok hibázási aránnyal kapcsolatos eredménye (a 7-es allélt hordozók többet hibáznak) összecseng a korábbi reakcióidő endofenotípust használó kutatások eredményeivel (a 7-es allélt hordozók válaszideje lassabb). Mindkét eredmény jól értelmezhető: a 7-es allél mellet szuboptimális ingerületátvitel nem kedvez a kognitív információfeldolgozási teljesítménynek Az 5-HTTLPR polimorfizmus eredmények értelmezése Jelen pályamunkámban egy másik, szerotonerg polimorfizmust is megvizsgáltam. A szerotonin-transzporter 5-HTTLPR polimorfizmusa esetében is sikerült szignifikáns összefüggést kimutatnom a hibázások számával. Az 5-HTTLPR 14-es rövid változatát hordozó személyek a Stroop feladatban kevesebbet hibáztak, mint azok, akik nem hordozták 22

23 ezt a génváltozatot. Ennél az összefüggésnél a polimorfizmus által megmagyarázott variancia kiemelkedően magas (6%), a hatás jelentős. Az 5-HTTLPR 14-es allélját szakirodalmi eredmények a szorongás, a neuroticizmus, a depresszióra való hajlam, illetve az öngyilkossági hajlam rizikógénjének tartják (Benjamin és mtsai, 1996; Lesch és mtsai, 1996; Caspi és mtsai, 2003). Fontos azonban szem előtt tartani, hogy a szorongásos- és hangulatzavarok, kiváltképp az öngyilkosság esetében a stresszes életesemények és a traumák szerepe óriási, ezek környezeti hatások, melyek egyes rizikógénnel interakcióban fokozott érzékenységet okoznak, és a fentebb említett fenotípusos jegyekre hajlamosíthatnak (Caspi és mtsai, 2003). Az 5-HTTLPR rövid, rizikóváltozatával rendelkezők akkor lettek nagyobb eséllyel depressziósak, ha megrázó életeseményeket éltek át, és ennek feldolgozásához például nem volt megfelelő a társas támogatottságuk (Caspi és mtsai, 2003). Valószínű, hogy a rizikógének neurális mechanizmusokon keresztül a stressz érzékelését és értékelését is befolyásolják ezt pl. a stresszre bekövetkező nagymértékű amygdaláris aktivitás-emelkedés jelzi (Hariri és mtsai, 2002). Számos tanulmány bizonyítja, hogy a depressziós személyek reakcióidő teljesítménye ugyan alulmarad az egészséges személyekhez képest, azonban egyes tanulmányok szerint ez csak a reakcióidő alapján mért teljesítménymutatókra igaz, a hibázások arányában nem feltétlenül nyilvánul meg (lásd pl. Kertzman, 2009). Mindezek alapján a jelen vizsgálatban kimutatott szignifikáns 5-HTTLPR hatás, mely egészséges személyek vizsgálata alapján azt mutatta, hogy a 14-es változatot hordozók hibázási aránya alacsonyabb volt, mint azoké, akik ezt a változatot nem hordozták, nem mond ellent a depressziós személyekkel kapcsolatos eddigi, főként klinikai mintákon végzett kutatási eredményeknek. Egy nemrégiben megjelent tanulmány egészséges személyek emocionális Stroop feladatban nyújtott teljesítményét vizsgálta, melynek eredményeiből kiderül, hogy összefüggés van az 5- HTTLPR és a Stroop feladatban produkált teljesítmény között. Azonban az asszociáció iránya nem egyértelmű, a szerzők ellentétes eredményeket kaptak pozitív, illetve negatív tartalom inhibitoros kontrolljára vonatkozóan. Míg a 14-es allélt hordozók a negatív, a 16-os allélt hordozók a pozitív tartalmak feldolgozásában mutattak deficitet (Koizumi, 2010). Ezek az adatok arra utalnak, hogy a genetikai hatások iránya igen sok tényezőtől függ, sajnos ennek a tanulmánynak az eredményei nem hasonlíthatók össze közvetlenül a jelen kutatás eredményeivel. 23

24 4.4. Dopaminerg-szerotonerg génváltozatok interakciós hatása a személyiségre és a kognitív teljesítményre A DRD4 VNTR és az 5-HTTLPR jelenleg is vizsgált genotípusai interakciós hatást mutattak korábbi vizsgálatokban is. A személyiségdimenziók genetikai vizsgálatakor többször felmerült már a temperamentum-dimenziók hátterében álló génhatások szerepe (Strobel, Lesch, Jatzke, Paetzold, és Brocke, 2003). A jutalomfüggőséggel kapcsolatban (Szekely és mtsai, 2004) kutatásban azt találták, hogy az 5-HTTLPR gén rövid (14 ismétlődést tartalmazó) verzióját hordozók átlagos jutalomfüggőség pontszáma a DRD4 VNTR genotípusuktól függetlenül alakul, de a hosszú (16 ismétlődést tartalmazó) allélt hordozók jutalomfüggősége alacsony volt, ha hordozzák a DRD4 VNTR 7-es allélját, és magas, ha nem hordozzák ezt a változatot (Szekely, Ronai és mtsai, 2004). A jelen kutatás eredménye jól összecseng ezekkel az eredményekkel: a Stroop feladatban a csak 16-os ismétlődésű alléleket hordozók hibázási aránya magas volt, ha hordozták a DRD4 VNTR 7-es allélját, és alacsony volt, ha nem hordozták ezt a változatot. Igen valószínű, hogy az alacsonyabb jutalomfüggőséggel jellemezhető személyek többet hibáznak egy kitartó figyelmet igénylő kognitív feladatban. Elképzelhető, hogy ennek kialakításában a dopaminerg szerotonerg rendszer egyensúlya, ennek genetikai faktorai is fontos szerepet játszanak, például a szakirodalmi és a jelen eredmények alapján kimutatott DRD4 VNTR és 5-HTTLPR polimorfizmusok. A magas impulzivitás-szinttel rendelkező bűnelkövetők gyengébb teljesítményt mutatnak a Stroop-tesztben, mely a viselkedéses impulzivitás gyengébb prefrontális gátlásbeli megnyilvánulása lehet (Wolff és mtsai, 1982). Tehát a Stroop-feladat tekinthető egyfajta viselkedéses impulzivitás-mérő tesztnek is. A vonás-impulzivitás és az 5-HTTLPR összefüggését egy hazai vizsgálatban is kimutatták: a 16-os ismétlődésű változattal rendelkező személyek impulzívabbnak bizonyultak a kérdőíves mérésben, mint a homozigóta rövid allélt hordozók (Varga, 2008). A gén funkcióját vizsgáló tanulmányok azt mutatják, hogy a hosszú allél jelenlétében nagyobb a szerotonintranszporter gén expressziója. Nagyobb mennyiségű transzporter fehérje alacsonyabb szerotonin szintet eredményez, ami az adatok alapján magasabb impulzivitás összpontszámmal jár együtt (Varga, 2008). Ez illeszkedik a Stroop-tesztben kapott jelenlegi hibázási adatokhoz: a 16-os allél jelenlétében több hibázás jellemző, valószínűleg azért, mert ezeknek a személyeknek gyengébb az inhibitoros kontrollja, ami viselkedéses szinten impulzívabb, figyelmetlenebb fenotípust is eredményez. 24

25 4.5. Dopaminerg-szerotonerg génváltozatok interakciós hatása a személyiségre és a kognitív teljesítményre A jelen vizsgálatban alkalmazott Stroop-teszt során a vizsgálati személyek a feladat előrehaladtával tendencióziusan többet hibáztak. Ami érdekes, hogy ez a tendencia a DRD4 VNTR 7-es allélt hordozóknál jellemzőbb volt. Ez a génváltozat a figyelemfenntartás hiányával jellemezhető ADHD (figyelemhiányos hiperaktivitás zavar) egyik feltételezett rizikófaktora (Faraone és mtsai, 2005). Sajnos a jelen vizsgálatban - a kis elemszámból fakadóan - nem szignifikáns ez az összefüggés, mindenképpen érdemes lenne ezt a hatást nagyobb elemszámú mintán is megvizsgálni. Ahogy a 4.2. alfejezetben már említettem, ezek a fenotípusos jegyek (lassabb válaszidő, figyelemhiányos rendellenesség, illetve a jelen vizsgálatban is kimutatott magasabb hibázási arány a DRD4 VNTR génváltozatainak ingerületátviteli jellegzetességeivel igen jól magyarázhatók: a 7-es allél mellet szuboptimális ingerületátvitel nem kedvez a kognitív információfeldolgozási teljesítménynek. Mivel a szakirodalomban relatíve keveset vizsgálták egészséges személyek reakcióidőfeladatokban nyújtott teljesítményének genetikai komponenseit, így pályamunkám fontos adalék lehet a dopaminrendszer és a szerotoninrendszer működését befolyásoló öröklött faktorok figyelmi teljesítménnyel való kapcsolatának feltérképezésében. A jelen pályamunka legfontosabb új eredményei a hibázási endofenotípus létjogosultságának igazolása, illetve dopaminerg-szerotonerg génváltozatok interakciójának kimutatása a hibázási endofenotípus hátterében. 25