Компьютерра PDA N113 (28.05.2011-03.06.2011)

Дмитрий Шабанов: Отпечатки пальцев и отпечатки мозга

Автор: Дмитрий Шабанов

Опубликовано 01 июня 2011 года

Вот и лето... Скоро мне отправляться на биостанцию нашего университета, проводить практику студентов по зоологии позвоночных.

Биостанция, конечно, наша гордость (хотя и поизносившаяся). Почему-то помещик, который строил её главное здание, не предусмотрел возможность его использования до XXI века без капремонта. Была не была: расскажу вначале об истории.

В 1888 году поезд, в котором ехал Александр III, потерпел катастрофу в окрестностях села Борки Харьковской губернии. Говорят, эта история показала, что самодержавное государство постепенно становится неуправляемым, поскольку все должностные лица пренебрегают своими обязанностями. Это был не теракт. Якобы одной из первых фраз царя после крушения было: "Красть надо меньше!" Погиб двадцать один человек; все члены царской семьи (кроме собаки) уцелели. На месте происшествия в честь чудесного спасения царя и его близких возвели храм. Чтобы понять, почему чудо и Божья милость заключались в катастрофе со множеством жертв, нужен, конечно, особый склад ума.

На место трагедии прибыл местный фотограф, Алексей Иваницкий. Его серия фотографий завоевала Золотую медаль Всероссийской выставки. Царь подарил Иваницкому земельный участок над Северским Донцом. В 1920 году Иваницкого расстреляли, а его поместье досталось биостанции университета, удачно располагавшейся по соседству.

Парадоксальным образом особенности практики студентов Харьковского университета связаны с последствиями этой трагедии (фото А. Иваницкого)

Вот в это место и возим мы студентов. Вверху дубрава, внизу – Северский Донец и его пойма, рядом – Национальный природный парк "Гомольшанские леса". Многие выпускники биофака считают, что студенчество было счастливейшей частью их жизни, а практика – квинтэссенцией прелестей студенчества.

Чтобы на практике было по-настоящему хорошо, она должна иметь цель. Поэтому я добиваюсь, чтобы помимо экскурсирования по окрестностям студенты выполняли исследовательские работы. Требования, которые мы предъявляем ко второкурсникам, вполне взрослые: презентация, статобработка данных, доклад на итоговой конференции. Последние годы в материалах международной конференции молодых учёных печатается не меньше пяти работ, сделанных на практике. Парадоксальным образом отрыв от дома девушек и юношей способствует их вовлечению в исследовательскую работу. Почему? Точно не знаю. Может, потому, что интернета на биостанции почти нет и социальные сети не пожирают всё свободное время студентов.

Сэр Фрэнсис Гальтон

Для многих работ по зоологии позвоночных нужны солидные выборки объектов изучения. Добыть их не всегда легко, и поэтому я разрешаю выполнять некоторые работы на людях (лишь бы при этом использовались методы, применимые и для других животных). Здесь я расскажу об одной нетипичной работе, далеко ушедшей от зоологического "стандарта". Со времени её выполнения прошло почти два года, её авторы опубликовали свои результаты и занялись другими, более актуальными для студентов-биологов вещами.

Вообще-то мы планировали работу по флуктуирующей асимметрии у людей, но в конце концов посмотрели изменчивость отпечатков пальцев. Использовали простейшую классификацию отпечатков по Гальтону. Напомню, что дактилоскопию придумал Фрэнсис Гальтон, двоюродный брат Чарльза Дарвина (и, как и Чарльз, внук Эразма Дарвина). Одной из главных проблем, интересовавших этого отпрыска блистательной научной семьи, было наследование гениальности...

Три выделенных Гальтоном типа пальцевых узоров: дуга, петля и завиток

Какое-то время студенты и преподаватели на биостанции ходили с пальцами в пятнах от штемпельных чернил. Оля, Настя и Лена, которые взялись за это дело, описали пальцы приличной выборки людей и стали искать особенности, с которыми коррелируют типы узоров.

Один из первых результатов показал, что мы на верном пути. Как вы думаете, узоры на каком из десяти пальцев сильнее всего различают мужчин и женщин? Учтите: раз я об этом спрашиваю, вы можете догадаться. Предположили? Ну, не буду пока торопиться с ответом...

Отпечатки пальцев - непростой признак. В нём очень велика наследственная компонента, однако даже у идентичных близнецов отпечатки несколько отличаются (при более тщательном анализе, чем наш, при подсчёте отдельных линий). Генотип задает определённое поле, в котором происходит самоорганизация поверхностей пальцевых подушечек.

В развитии человека есть несколько процессов образования складок на полях эктодермы (производных наружного зародышевого листка). Это не только развитие пальцевых узоров, но и развитие складок коры полушарий головного мозга. Можно предположить, что некоторые генетические задатки влияют и на те, и на другие процессы. Кстати, развитие интеллекта тесно связано со способностью к тонкой моторике пальцев, так что определённые связи между корой мозга и подушечками пальцев сохраняются на всю жизнь.

А что можно рассматривать как "отпечатки мозга"? Мы использовали результаты тестирования по курсу зоологии позвоночных, через которое проходили изученные студенты. Позже, когда мы решили перепроверить полученные данные, мы дополнили его и результатами тестирования по курсу экологии (второму общему курсу, который я читаю).

Два слова о тестах. Я не согласен ни с теми, кто считает тесты панацеей от всех бед, ни с теми, кто видит в них способ разрушения образования. В своих общих курсах я провожу по четыре тестирования в семестр. Это эффективное средство подталкивать студентов к совершению усилий до наступления сессии. Оценки на тестировании хорошо соответствуют тем представлениям об успехах студентов, которые складывается в ходе общения с ними на занятиях.

Так вот, вдумайтесь: особенности отпечатков пальцев значимо связаны с оценкой на тестировании по зоологии позвоночных. С оценкой на тестировании по экологии такой связи нет.

Как это понять? Вероятно, так. Связь какой-то нашей особенности с пальцевыми узорами доказывает, что в её развитии существенна наследственная компонента. Пальцевые узоры – некое "зеркало" генотипа, проявление действия целого комплекса наследственных задатков, которые могут влиять на множество иных наших особенностей. Отсутствие связи какого-то признака с дерматоглифическими особенностями не говорит о том, что он ненаследуем – на него просто могут влиять другие гены.

А почему тесты по зоологии связаны с отпечатками пальцев, а тесты по экологии – нет? Вероятно, потому, что в изучении зоологии важно запоминание фактажа (и тесты проверяют именно это). В экологии, напротив, фактажа немного и основные усилия направлены на понимание взаимосвязей, логики. Экологические тесты (как я их сочиняю) проверяют способность к рассуждению, а не память. Если в способности хорошо отвечать на них есть наследственная компонента (а она есть наверняка, интеллект в большой мере наследуем), она связана с иными генами.

Первое из этих тестовых заданий (зоологическое) проверяет в большей мере память, а второе (экологическое) – скорее способность к рассуждениям. С особенностями отпечатков пальцев связана способность успешно решать первое задание, но не второе.

Ну что, можно ли выставлять оценки по курсу зоологии заранее, по отпечаткам пальцев? Естественно, нет. Корреляция – вещь нежёсткая. Мы нашли три параметра кожных узоров (сложность узора на большом пальце, типичность и сложность узоров на всех пальцах), связанных с успехом на тестах по зоологии. Непараметрический коэффициент корреляции Спирмана значим (p

Да, самые существенные отличия между женскими и мужскими отпечатками касаются третьего (среднего) пальца правой руки (у правшей). Вы не помните, кажется, демонстрация этого пальца имеет какое-то символическое значение?

Какие нетривиальные взаимосвязи можно найти в нас самих!