Zwei mal zwei gleich fünf. Einige Aspekte zur Genetik hinter mathematischen Fähigkeiten

Last Updated on November 21, 2020 by Joseph Gut – thasso

21. Novemvber 2020 – Führt genetische Variation zu Unterschieden in den mathematischen Fähigkeiten? Basierend auf der Beobachtung, dass bestimmte Personen eine einfache mentale Arithmetik wie die Quadratwurzel von neun in Sekundenbruchteilen lösen können, während andere Personen Tage dafür benötigen, könnte man annehmen, dass bestimmte Gene für diese interindividuellen Unterschiede in den mathematischen Fähigkeiten vorliegen.

Wie könnte genetische Variation denn zu interindividuellen Unterschieden in den mathematischen Fähigkeiten führen? Die DNA-Variation in einem Gen namens ROBO1 ist mit frühen anatomischen Unterschieden in einer Gehirnregion verbunden, die eine Schlüsselrolle bei der Quantitätsrepräsentation spielt. Dies erklärt möglicherweise, wie genetische Variabilität die mathematische Leistung bei Kindern beeinflussen könnte, wie eine am 22. Oktober in der  Open-Access Zeitschrift PLOS Biology von Michael Skeide vom deutschen Max-Planck-Institut für Kognitions- und Gehirnwissenschaften veröffentlichte Studie zeigt.

Das ROBO1-Gen kodiert für das “Kreisverkehr-Homolog-1”-Protein, das in einer früheren Studie aufgrund eines finnischen Stammbaums mit schwerer Legasthenie in Kommunikationsstörungen verwickelt war. Analysen ergaben, dass eine Translokation aufgetreten war, die die Funktion von ROBO1 störte. Die Untersuchung der phonologischen Gedächtniskomponente des Spracherwerbsystems legt nahe, dass ROBO1-Polymorphismen mit der Funktion in diesem System verbunden sind, das beim Menschen durch das ROBO1-Gen codiert wird.

In der vorliegenden Studie zu mathematischen Fähigkeiten stellten die Autoren insbesondere fest, dass genetische Varianten von ROBO1 bei kleinen Kindern mit dem Volumen der grauen Substanz im rechten parietalen Kortex assoziiert sind, was wiederum mathematische Testergebnisse in der zweiten Klasse vorhersagt. Es ist bekannt, dass mathematische Fähigkeiten vererbbar sind und mit mehreren Genen zusammenhängen, die für die Entwicklung des Gehirns eine Rolle spielen. Es war jedoch nicht klar, wie Gene mit mathematischen Fähigkeiten das sich entwickelnde menschliche Gehirn formen könnten. Infolgedessen ist es eine offene Frage, wie genetische Variationen zu Unterschieden in den mathematischen Fähigkeiten führen können. Um diese Wissenslücke zu schließen, kombinierten Skeide und seine Mitarbeiter die Genotypisierung mit der Bildgebung des Gehirns bei Kindern ohne Schulbildung ohne mathematische Ausbildung.

Die Autoren analysierten 18 Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs), d. h., genetische Varianten, die einen einzelnen DNA-Baustein beeinflussen, in 10 Genen, die zuvor an der mathematischen Leistung beteiligt waren. Anschließend untersuchten sie die Beziehung zwischen diesen Varianten und dem Volumen der grauen Substanz (die hauptsächlich aus Nervenzellkörpern besteht) im gesamten Gehirn bei insgesamt 178 drei- bis sechsjährigen Kindern, die sich einer Magnetresonanztomographie unterzogen hatten. Schließlich identifizierten sie Gehirnregionen, deren Volumen der grauen Substanz mathematische Testergebnisse in der zweiten Klasse vorhersagen konnte.

Insgesamt fanden sie heraus, dass Varianten von ROBO1, einem Gen, das das pränatale Wachstum der äußersten Schicht des Nervengewebes im Gehirn reguliert, mit dem Volumen der grauen Substanz im rechten parietalen Kortex assoziiert sind, einer Schlüsselregion des Gehirns für die Quantitätsdarstellung. Darüber hinaus prognostizierte das Volumen der grauen Substanz in diesen Regionen die mathematischen Testergebnisse der Kinder im Alter von sieben bis neun Jahren. Laut den Autoren deuten die Ergebnisse darauf hin, dass genetische Variabilität die mathematischen Fähigkeiten beeinflussen könnte, indem sie die frühe Entwicklung des grundlegenden Mengenverarbeitungssystems des Gehirns beeinflusst.

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