M5- Einführung 1

Eine der häufigsten angeborenen Stoffwechselstörungen.

Sie wird autosomal-rezessiv mit einer Inzidenz von etwa 1:8000] Neugeborenen vererbt. Betroffene Patienten können die Aminosäure Phenylalanin nicht abbauen, wodurch diese sich im Körper anreichert und Phenylpyruvat, Phenylacetat oder Phenyllactat entsteht, was unbehandelt zu einer schweren geistigen Entwicklungsstörung mit einer Epilepsie führt.

Bestimmte Stoffwechselprodukte, die Phenylketone, die mit dem Urin ausgeschieden werden, waren für die Erkrankung namensgebend.

Die Erkrankung kann durch eine einfache Reihenuntersuchung schon bei Neugeborenen erkannt werden. Eine rechtzeitig begonnene eiweißarme Diät kann die vorgenannten Symptome verhindern und sollte idealerweise lebenslang durchgeführt werden

-> können direkt im Tiermodell untersucht werden, indem man Tiere mit bekannten Genotypen in einer breiten Vielfalt von Umweltbedingungen aufwachsen lässt; Tiere werden den Umweltbedingungen nach Zufallsprinzip zugeordnet -> Wenn sich identische Tiere in verschiedenen Umwelten unterschiedlich entwickeln -> Umwelteinflüsse

- Beim Menschen:

Phenylketonurie (PKU): Störung, die mit einem defekten rezessiven Gen auf dem Chromosom 12 zusammenhängt

- Individuen, die dieses Gen von beiden Elternteilen erben, können im Stoffwechsel Phenylalanin nicht umsetzt (= Aminosäure, die in vielen Lebensmittels/ künstlichen Süßstoffen) vorkommt

- verhinderte eine normale Gehirnentwicklung; führt zu geistiger Behinderung

-> kann bei strenger Diät verhindert werden

- bestimmter Genotyp führt also in Abhängigkeit von Umweltbedingungen zu ganz unterschiedlichen Phänotypen (Behinderung/ normale Intelligenz)

- zweites Bsp.: Untersuchung zu den Folgen elterlicher Misshandlung bei Kindern mit einem bestimmten Genotyp

Kombination von Umweltfaktoren und genetischen Faktoren ist, die zu antisozialem Verhalten führt – hier das Erleiden von Misshandlungen als Kind und das Tragen einer bestimmten Variante eines an das X-Chromosom gebundenen Gens, das als Hemmer von chemischen Substanzen im Gehirn bekannt ist, die mit Aggressionen einhergehen. Junge Männer, die eine eher inaktive Version dieses MAOA-Gens besaßen und schwere Misshandlungen erfuhren, entwickelten sich antisozialer als andere Männer – in dieser Gruppe entwickelten 85 % irgendeine Form antisozialen Verhaltens

= die Analyse individueller Unterschiede in Verhalten und Entwicklung im Hinblick auf genetische und umweltbedingte Einflussfaktoren, deren Zusammenwirken diese Unterschiede verursacht

Erblich – Bezieht sich auf die genetisch bedingten Merkmale.

Multifaktoriell – Bezieht sich auf den Einfluss vieler genetischer oder umweltbedingter Faktoren auf das jeweils betrachtete Merkmal.

- Familienuntersuchung als wesentliche Grundlage der Verhaltensgenetik

1. In dem Ausmaß, in dem genetische Faktoren für ein bestimmtes Persönlichkeitsmerkmal oder eine Verhaltensweise relevant sind, sollten Individuen, deren Genotypen ähnlich sind, auch phänotypisch ähnlich sein. Mit anderen Worten: Verhaltensmuster sollten familientypisch sein; Kinder sollten ihren Eltern und Geschwistern ähnlicher sein als Verwandte eines höheren Grades oder fremden Personen.

 2. In dem Ausmaß, in dem gemeinsame Umweltfaktoren eine Rolle spielen, sollten gemeinsam aufgewachsene Individuen einander ähnlicher sein als Menschen, die getrennt aufgewachsen sind.

-> Zwillingsstudien- Design (Korrelationen zwischen eineiigen (monozygoten) Zwillingen mit denen zwischen gleichgeschlechtlichen zweieiigen (dizygoten) Zwillingen verglichen werden)

à Korrelation zwischen eineiigen Zwillingen bei einem bestimmten Merkmal oder einer Verhaltensweise beträchtlich höher ist als zwischen zweieiigen Zwillingen, kann man annehmen, dass genetische Faktoren in hohem Maße für diesen Unterschied verantwortlich sind

-> weiteres Design: Adoptionsstudien mit Zwillingen:

Hier vergleicht man eineiige Zwillinge, die gemeinsam aufwuchsen, mit eineiigen Zwillingen, die kurz nach der Geburt getrennt wurden und in verschiedenen Kontexten aufwuchsen.

à Wenn die Korrelationen zwischen getrennt aufgewachsenen Zwillingen denen zwischen gemeinsam aufgewachsenen Zwillingen gleichen, kann man auf einen äußerst geringen Einfluss von Umweltfaktoren schließen

Eine statistische Schätzung desjenigen Anteils an der gemessenen Varianz eines Merkmals bei Individuen einer bestimmten Population, der genetischen Unterschieden dieser Individuen zuzurechnen ist.

- Beim Umgang mit einem Erblichkeitsindex (Definiert als Anteil der genotypischen Varianz (VG) an der phänotypischen Varianz (VP) ist unbedingt zu beachten, dass er im Fall des einzelnen Individuums nichts über die relativen Beiträge genetischer und umweltbedingter Faktoren zur Entwicklung aussagen kann.

in welchem Umfang die beobachtete Variabilität innerhalb einer bestimmten Population von Menschen auf die Unterschiede ihrer Gene zurückgeht. Zum Beispiel liegt der Erblichkeitsindex für Intelligenz nach allgemeinen Annahmen bei etwa 50

-Die Erblichkeitsschätzung gilt nur für eine bestimmte Population, die zu einer bestimmten Zeit in einer bestimmten Umgebung lebt. Bspw. würde die Erblichkeitsschätzung für Körpergröße stark variieren, wenn es plötzlich eine Hungersnot o.ä. gäb

einige Beispiele, bei denen Erblichkeit in bedeutsamer Ausprägung belegt ist: das kindliche Aktivitätsniveau, das Temperament, Leseschwäche und für antisoziales Verhalten

Umwelteinflüsse: Jede Untersuchung des genetischen Beitrags zum Verhalten und zur Entwicklung ist gleichzeitig eine Untersuchung der Umwelteinflüsse

- Mitglieder der eigenen Familie sind besonders ähnlichen Umwelten ausgesetzt

- Beispielsweise der Ausdruck positiver Gefühlslage kleiner Kinder in einer Zwillingsstudie wurde nachgewiesen

- wird auch bei psychischen Störungen genauer beleuchtet (Zwillingstudien zum autistischen Störungsspektrum)

Veränderungsfähigkeit des Gehirns durch Erfahrung, insbesondere auch nach Schädigungen. Durch diese Fähigkeit ist es möglich weniger Informationen in Genen enkodieren zu müssen. Die Zahl der menschlichen Gene, die an der Entwicklung eines Nervensystems beteiligt sind reicht nur für einen Bruchteil der Gesamtausstattung. Die Lösung liegt im "neuronalen Darwinismus"; diejenigen Gene, die im Zusammenspiel von Umwelt und Anlage häufig benutzt werden, bleiben, die anderen bilden sich zurück.

- erfahrungserwartende Plastizität: ein Teil der Struktur des menschlichen Gehirns beruht auf allgemeinen Erfahrungen, die  evolutionär gemacht wurden. Das Gehirn kann erwarten, dass bestimmte Erfahrungen gemacht werden, die dann die Feinabstimmung durch Plastizität beeinflussen. Deshalb kann es mit einer geringeren Anzahl von Genen auskommen. Wenn diese Erfahrungen ausbleiben, bspw. durch eine Sehschwäche, dann kommt es zu starken Entwicklungsschäden. Die Gehirnbereiche, die dadurch nicht entwickelt werden, können sich umstrukturieren und Aufgaben anderer Sinne übernehmen. Bsp. bei Tauben, übernehmen die Bereiche fürs Hören visuelle Aufgaben.

à Timing ist ein Schlüsselelement bei der erfahrungserwartenden Plastizität. Es gibt einige sensible Phasen, in denen das menschliche Gehirn für bestimmte Arten externer Reize besonders empfänglich ist. Die neuronale Organisation, die im Verlauf sensibler Phasen eintritt (oder ausbleibt), ist typischerweise irreversibel. 
                -  Beispiel: Deprivation von Kindern in rumänischen Waisenhäusern 
               - Pubertät als Phase 
               - Phase für das Erlernen von Sprache (Kapitel 6)

-erfahrungsabhängige Plastizität: Prozess, durch den Nervenverbindungen im Verlauf des Lebens als Funktion der Erfahrungen eines Individuums hergestellt und reorganisiert werden. Bswp. haben Musiker ausgeprägtere Hirnregionen als Nichtmusiker uvm.