Исследования близнецов — это исследования, проводимые на однояйцевых или разнояйцевых близнецах. Их цель – выявить важность влияния окружающей среды и генетики на черты, фенотипы и расстройства. Исследование близнецов считается ключевым инструментом в поведенческой генетике и в смежных областях, от биологии до психологии. Исследования близнецов являются частью более широкой методологии, используемой в генетике поведения , которая использует все генетически информативные данные – исследования братьев и сестер , исследования усыновления, родословную и т. д. Эти исследования использовались для отслеживания черт, начиная от личного поведения и заканчивая тяжелыми психическими расстройствами. такие заболевания, как шизофрения .
Близнецы являются ценным источником для наблюдения, поскольку они позволяют изучать влияние окружающей среды и различную генетическую структуру : «идентичные» или монозиготные (MZ) близнецы имеют практически 100% общих генов, что означает, что большинство различий между близнецами (например, рост, склонность к скуке, интеллект, депрессия и т. д.) обусловлены переживаниями, которые есть у одного близнеца, но нет у другого. [1] «Разбратские» или дизиготные (ДЗ) близнецы имеют только около 50% общих генов, как и любой другой брат или сестра. Близнецы также имеют общие аспекты окружающей среды (например, утробную среду, стиль воспитания, образование, благосостояние, культуру, сообщество), поскольку они рождаются в одной семье.Наличие данного генетического или фенотипического признака только у одного члена пары однояйцевых близнецов (так называемое дискордантность) дает мощное представление о влиянии окружающей среды на такой признак.
Близнецы также полезны для демонстрации важности уникальной среды (специфичной для одного или другого близнеца) при изучении проявления признаков. Изменения в уникальной среде могут быть вызваны событием или происшествием, которое затронуло только одного близнеца. Это может варьироваться от травмы головы или врожденного дефекта, который перенес один из близнецов, в то время как другой остается здоровым.
Классический дизайн близнецов сравнивает сходство монозиготных (идентичных) и дизиготных (разнояйцевых) близнецов. Если однояйцевые близнецы значительно более похожи, чем разнояйцевые близнецы (что наблюдается по большинству признаков), это означает, что гены играют важную роль в этих признаках. Сравнивая многие сотни семей с близнецами, исследователи смогут лучше понять роль генетических эффектов, общей и уникальной среды в формировании поведения.
Современные исследования близнецов пришли к выводу, что на все изучаемые черты частично влияют генетические различия, при этом некоторые характеристики оказывают более сильное влияние (например, рост ), другие — на промежуточном уровне (например, черты личности ), а некоторые более сложные наследственности , с доказательствами того, что разные гены влияют на разные аспекты черты – как в случае с аутизмом . [2]
Близнецы представляли интерес для ученых со времен ранней цивилизации, в том числе для раннего врача Гиппократа (V век до н.э.), который объяснял различные заболевания близнецов разными материальными обстоятельствами [3] и философа-стоика Посидония (I век до н.э.), который приписывал такие сходства с общими астрологическими обстоятельствами. [4]
Густав III , король Швеции , был первым, кто заказал медицинское исследование с использованием однояйцевых близнецов. [ нужна ссылка ] [ оригинальное исследование? ] Отец Густава, Адольф Фредерик, был противником стимулирующих напитков, таких как чай и кофе , подписав в 1757 году Указ о злоупотреблении и чрезмерном употреблении чая и кофе. трактат французского врача об опасностях того, что позже будет идентифицировано как кофеин в чае и кофе. [6] После вступления на престол в 1771 году у короля появилась сильная мотивация продемонстрировать своим подданным, что кофе и чай пагубно влияют на здоровье человека. С этой целью он предложил смягчить смертные приговоры паре убийц-близнецов, если они примут участие в примитивном клиническом исследовании .
Оба осужденных согласились и впоследствии провели остаток своей жизни в тюрьме, выполняя требования короля: один из близнецов выпивал три чашки кофе каждый день, а другие - три чашки чая. Близнец, пьющий чаепитие, умер первым в возрасте 83 лет, намного позже Густава III, убитого в 1792 году . Возраст близнеца, который пил кофе, на момент его смерти неизвестен, поскольку оба врача, назначенные королем для наблюдения за этим исследованием, умерли раньше него. Запрет на кофе и чай в Швеции был снят в 1823 году. [7] [8]
Более недавнее исследование основано на новаторском использовании близнецов сэром Фрэнсисом Гальтоном для изучения роли генов и окружающей среды в развитии и поведении человека . Гальтон, однако, не знал о разнице между однояйцевыми близнецами и близнецами ДЗ . [9] Этот фактор все еще не был понятен, когда Эдвард Торндайк (1905) провел первое исследование с использованием психологических тестов на пятидесяти парах близнецов. [10] [11] Эта статья была ранним утверждением гипотезы о том, что семейные эффекты уменьшаются с возрастом. В его исследовании пары близнецов в возрасте 9–10 и 13–14 лет сравнивались с нормальными братьями и сестрами, родившимися с разницей в несколько лет друг от друга.
Торндайк ошибочно полагал, что его данные подтверждают существование одного, а не двух типов близнецов. Эту ошибку повторил Рональд Фишер (1919), который утверждал, что
Преобладание близнецов одного пола действительно становится новой проблемой, поскольку раньше считалось, что оно обусловлено долей однояйцевых близнецов. Однако, насколько мне известно, не было предпринято никаких попыток доказать, что близнецы достаточно похожи, чтобы их можно было считать идентичными, на самом деле существуют в достаточном количестве, чтобы объяснить соотношение близнецов одного пола. [12]
Раннее и, возможно, первое исследование, объясняющее это различие, было проведено немецким генетиком Германом Вернером Сименсом в 1924 году. [13] Главным среди нововведений Сименса была диагностика по полисимптомному сходству . Это позволило ему объяснить оплошность, которая поставила Фишера в тупик, и была основным элементом исследований близнецов до появления молекулярных маркеров.
Вильгельм Вайнберг и его коллеги в 1910 году использовали различие идентичной ДЗ для расчета соответствующих показателей на основе соотношения однополых и разнополых близнецов в родильном населении. Они разделили ковариацию среди родственников на генетические и экологические элементы, предвосхитив более поздние работы Фишера и Райта , включая влияние доминирования на сходство родственников, и начав первые классические исследования близнецов. [14]
Исследование, проведенное Дэрриком Антеллом и Евой Тачановски, показало, что «близнецы, демонстрирующие наибольшие различия в видимых признаках старения, также имели наибольшую степень несоответствия между личным выбором образа жизни и привычками», и пришло к выводу, что «генетическое влияние на старение может быть сильно переоценено». при этом выбор образа жизни оказывает гораздо более важное влияние на физическое старение». [15]
Примеры известных исследований близнецов включают следующее:
Сила дизайна близнецов обусловлена тем фактом, что близнецы могут быть либо идентичными ( монозиготными (MZ), т. е. развивающимися из одной оплодотворенной яйцеклетки и, следовательно, имеющими все свои полиморфные аллели ), либо разнояйцевыми ( дизиготными (DZ), т. е. развивающимися из двух оплодотворенных яйцеклеток). яиц и, следовательно, имеют в среднем 50% своих аллелей, тот же уровень генетического сходства, что и у братьев и сестер, не являющихся близнецами). Эти известные различия в генетическом сходстве вместе с проверяемым предположением о равной среде обитания для однояйцевых и разнояйцевых близнецов [16] создают основу для планирования исследований близнецов, направленных на оценку общего воздействия генов и окружающей среды на фенотип. [17] [18]
Основную логику исследования близнецов можно понять, обладая очень небольшими математическими знаниями, помимо понимания концепций дисперсии и вытекающей отсюда корреляции .
Как и все генетические исследования поведения, классическое исследование близнецов начинается с оценки различий в поведении (называемых генетиками фенотипом ) в большой группе и попыток оценить, в какой степени это обусловлено:
Обычно эти три компонента называются A (аддитивная генетика), C (общая среда) и E (уникальная среда); отсюда и аббревиатура ACE . Также возможно изучить эффекты неаддитивной генетики (часто обозначаемые D для доминирования ( модель ADE ); более сложные конструкции близнецов см. ниже).
Модель ACE показывает, какая доля изменчивости признака передается по наследству по сравнению с долей, обусловленной общей или неразделенной средой. Исследования обычно проводятся с использованием программ моделирования структурными уравнениями (SEM), таких как OpenMx, которые в принципе способны обрабатывать все виды сложных родословных. Однако основная логика, лежащая в основе таких программ, такая же, как и логика, лежащая в основе описанного здесь двойного дизайна.
Монозиготные (идентичные – МЗ) близнецы, выросшие в одной семье, имеют 100% общих генов и все общее окружение. Любые различия, возникающие между ними в этих обстоятельствах, являются случайными (т.е. из-за воздействия окружающей среды, уникального для каждого близнеца). Корреляция между однояйцевыми близнецами дает оценку A + C. Дизиготные (DZ ) близнецы также имеют общий C, но в среднем имеют только 50% своих генов: таким образом, корреляция между разнояйцевыми близнецами по прямой оценке составляет ½ A + C. Если мы обозначим через r корреляцию , мы можем определить r mz и r dz как корреляцию признака между однояйцевыми и разнояйцевыми близнецами соответственно . Для любого конкретного признака тогда:
Опять же, разница между этими двумя суммами позволяет нам найти A и C (и, как следствие, E ). Поскольку разница между идентичными и братскими корреляциями полностью обусловлена уменьшением вдвое генетического сходства, аддитивный генетический эффект А вдвое превышает разницу между идентичными и братскими корреляциями:
учитывая оценку для A , оценку для C можно получить, например, из первого уравнения:
Наконец, поскольку корреляция признаков среди однояйцевых близнецов отражает полный вклад A и C , остаточную вариацию E можно оценить, вычитая эту корреляцию из 1.
Подводя итог, можно сказать, что аддитивный генетический фактор A в два раза превышает разницу между корреляциями близнецов MZ и DZ (это известно как формула Фалконера ), C — корреляция близнецов MZ минус эта оценка A , а случайный (уникальный) фактор E равен ( 1 - r mz ), т.е. близнецы MZ различаются только из-за уникальной среды (Jinks & Fulker, 1970; Plomin, DeFries, McClearn & McGuffin, 2001).
Эффект генов может быть намного выше, чем предсказывают наивные модели близнецов, поскольку они предполагают, что разнояйцевые близнецы лишь наполовину ближе к однояйцевым близнецам по генетическому сходству, чем случайные люди. За счет ассортативного спаривания они еще больше похожи, так как родители генетически более похожи друг на друга, чем случайные люди. Принимая это во внимание (метод NTFD), Вольфрам и Моррис показали, что общая среда повлияла на количество лет обучения всего 26%, а не на 43%. [19]
Начиная с 1970-х годов исследования перешли к моделированию генетических и экологических эффектов с использованием методов максимального правдоподобия (Martin & Eaves, 1977). Хотя этот подход гораздо сложнее в вычислительном отношении, он имеет множество преимуществ, что делает его практически универсальным в текущих исследованиях.
Показан пример структурной модели (наследственности роста среди датских мужчин) [20] :
Модель А слева показывает необработанное отклонение высоты. Это полезно, поскольку сохраняет абсолютные эффекты генов и окружающей среды и выражает их в натуральных единицах, таких как изменение высоты в миллиметрах. Иногда полезно стандартизировать параметры, чтобы каждый выражался в процентах от общей дисперсии. Поскольку мы разложили дисперсию на A, C и E, общая дисперсия равна просто A + C + E. Затем мы можем масштабировать каждый из отдельных параметров как долю от этой суммы, т. е. стандартизированный – A = A/(A + С + Е). Наследственность – это стандартизированный генетический эффект.
Основным преимуществом моделирования является возможность явного сравнения моделей: вместо того, чтобы просто возвращать значение для каждого компонента, разработчик модели может вычислять доверительные интервалы для параметров, но, что особенно важно, может отбрасывать и добавлять пути и проверять эффект с помощью статистики, такой как АИК . Таким образом, например, для проверки прогнозируемого влияния семьи или общего окружения на поведение модель AE можно объективно сравнить с полной моделью ACE. Например, мы можем запросить высоту у приведенного выше рисунка: Можно ли удалить C (общая среда) без существенной потери соответствия? Альтернативно, доверительные интервалы могут быть рассчитаны для каждого пути.
Многомерное моделирование может дать ответы на вопросы о генетических отношениях между переменными, которые кажутся независимыми. Например: имеют ли IQ и долговременная память общие гены? Есть ли у них общие экологические причины? Дополнительные преимущества включают в себя возможность работать с интервальными, пороговыми и непрерывными данными, сохраняя полную информацию из данных с пропущенными значениями, интегрируя скрытое моделирование с измеряемыми переменными, будь то измеренные условия окружающей среды или, теперь, измеренные молекулярно-генетические маркеры, такие как SNP . Кроме того, модели избегают проблем с ограничениями в методе грубой корреляции: все параметры будут лежать, как и должно быть, в диапазоне 0–1 (стандартизовано).
Многомерные и многократные волновые исследования с измерением окружающей среды и повторными измерениями потенциально причинного поведения теперь стали нормой. Примеры таких моделей включают расширенные двойные конструкции, [21] [22] симплексные модели, [23] и модели кривой роста. [24]
Программы SEM , такие как OpenMx [25] и другие приложения, подходящие для ограничений и множества групп, сделали новые методы доступными для достаточно опытных пользователей.
Поскольку близнецы MZ имеют общие гены и факторы окружающей среды на семейном уровне, любые различия между близнецами MZ отражают E: уникальную среду. Исследователи могут использовать эту информацию для эффективного понимания окружающей среды, позволяя проводить эпидемиологические тесты причинно-следственной связи, которые в противном случае обычно затрудняются такими факторами, как ковариация гена и окружающей среды, обратная причинно-следственная связь и смешивание .
Пример положительного эффекта дискордантности MZ показан ниже слева. Близнец, у которого более высокий показатель по признаку 1, также имеет более высокие показатели по признаку 2. Это совместимо с «дозой» признака 1, вызывающей усиление признака 2. Конечно, признак 2 также может влиять на признак 1. Чтобы распутать эти две возможности, необходимо другой дизайн (см. пример ниже). Нулевой результат несовместим с причинно-следственной гипотезой.
Возьмем, к примеру, случай наблюдаемой связи между депрессией и физическими упражнениями (см. Рисунок выше справа). Люди, страдающие депрессией, также сообщают о малой физической активности. Можно предположить , что это причинно-следственная связь: «дозирование» пациентов физическими упражнениями повысит их настроение и защитит от депрессии. На следующем рисунке показано, что показали эмпирические проверки этой гипотезы: нулевой результат. [26]
Проекты продольного несогласия
Как видно на следующем рисунке, эту схему можно расширить до нескольких измерений с последующим увеличением видов информации, которую можно изучить. Это называется моделью с перекрестным лагом (множественные характеристики, измеренные более чем за один раз). [27]
В модели продольного несогласия различия между однояйцевыми близнецами можно использовать для учета взаимосвязей между различиями между признаками в первый момент времени (путь А), а затем исследовать отдельные гипотезы о том, что приращение признака 1 приводит к последующим изменениям этого признака в будущем ( пути B и E), или, что немаловажно, в других чертах (пути C и D). В этом примере можно проверить гипотезу о том, что наблюдаемая корреляция , при которой люди в депрессии часто тренируются меньше среднего, является причинно-следственной. Если физические упражнения защищают от депрессии, то путь D должен быть значимым, и, как следствие, у близнеца, который больше занимается спортом, наблюдается меньшая депрессия.
Как видно из приведенного выше моделирования, основным предположением исследования близнецов является предположение о равном семейном окружении, также известное как предположение о равном окружении . [28] [29] [30] Особая способность проверить это предположение возникает, когда родители считают, что их близнецы неидентичны, хотя на самом деле они генетически идентичны. Исследования ряда психологических особенностей показывают, что эти дети остаются такими же конкордантными, как и близнецы МЗ, воспитанные родителями, которые относились к ним как к идентичным. [31]
Молекулярно-генетические методы оценки наследственности имеют тенденцию давать более низкие оценки, чем классические исследования близнецов, поскольку современные массивы SNP не отражают влияние определенных типов вариантов (например, редких вариантов или повторяющихся полиморфизмов), хотя некоторые предполагают, что это связано с тем, что исследования близнецов переоценивают наследственность. [32] Исследование 2016 года показало, что предположение о том, что пренатальная среда близнецов была одинаковой, в значительной степени обосновано. [33] Исследователи продолжают спорить о том, справедливо ли предположение о равной среде обитания. [34] [35] [36] [37] [38]
Об особенно мощном методе тестирования метода близнецов сообщили Visscher et al. [39] Вместо использования близнецов эта группа воспользовалась тем фактом, что, хотя братья и сестры в среднем имеют 50% общих генов, фактическое совместное использование генов для отдельных пар братьев и сестер варьируется в пределах этого значения, по существу создавая континуум генетического сходства или « близнецов» внутри семей. Оценки наследственности, основанные на прямых оценках совместного использования генов, подтверждают оценки метода близнецов, подтверждая предположения этого метода.
Генетические факторы, включая экспрессию генов и диапазон взаимодействий гена с окружающей средой, могут различаться в зависимости от пола. Пары разнополых близнецов имеют неоценимое значение для объяснения этих эффектов.
В крайнем случае ген может экспрессироваться только у одного пола (качественное ограничение пола). [ необходимы разъяснения ] Чаще всего влияние определенных аллелей может зависеть от пола человека. Ген может вызвать изменение веса на 100 г у мужчин и, возможно, на 150 г у женщин – количественный эффект гена.
Окружающая среда может влиять на способность генов выражать себя, в том числе через половые различия. Например, гены, влияющие на избирательное поведение, не окажут никакого влияния на женщин, если женщины будут исключены из голосования. В более общем смысле, логика тестирования половых различий может распространяться на любую определенную подгруппу людей. В подобных случаях корреляция между однополыми и разнополыми близнецами DZ будет различаться, что свидетельствует о влиянии половой разницы.
По этой причине принято различать три типа разнояйцевых близнецов. Стандартный аналитический рабочий процесс будет включать тестирование на ограничение пола путем подбора моделей к пяти группам: идентичные мужчины, идентичные женщины, братские мужчины, братские женщины и братские представители противоположного пола. Таким образом, моделирование близнецов выходит за рамки корреляции и позволяет проверить причинные модели, включающие потенциальные причинные переменные, такие как пол.
Эффекты генов часто могут зависеть от окружающей среды. Такие взаимодействия известны как взаимодействия G×E , при которых эффекты аллели гена различаются в разных средах. Простые примеры включают ситуации, когда ген умножает влияние окружающей среды: возможно, прибавка к росту на 1 дюйм в среде с высоким содержанием питательных веществ, но только на полдюйма к высоте в среде с низким содержанием питательных веществ. Это видно по разным наклонам реакции на окружающую среду для разных генотипов.
Часто исследователей интересуют изменения наследственности в различных условиях: в средах, где аллели могут вызывать большие фенотипические эффекты (как указано выше), относительная роль генов будет увеличиваться, что соответствует более высокой наследственности в этих средах.
Вторым эффектом является корреляция G × E , при которой определенные аллели имеют тенденцию сопровождать определенную среду. Если ген вызывает у родителя удовольствие от чтения, то дети, унаследовавшие этот аллель, скорее всего, будут воспитываться в семьях с книгами из-за корреляции ГС: один или оба их родителя имеют аллель и, следовательно, будут накапливать коллекцию книг и передавать книгу дальше. -читающий аллель. Такие эффекты можно проверить путем непосредственного измерения предполагаемого коррелята окружающей среды (в данном случае книг в доме).
Часто роль окружающей среды кажется максимальной в самом раннем возрасте и быстро снижается после начала обязательного образования . Это наблюдается, например, в чтении [40] , а также в интеллекте. [41] Это пример эффекта G*Age, который позволяет исследовать как корреляции GE, обусловленные родительским окружением (они разрушаются со временем), так и корреляции G*E, вызванные людьми, активно ищущими определенную среду. [42]
Исследования на растениях или в селекции животных позволяют измерить влияние экспериментально рандомизированных генотипов и комбинаций сред. Напротив, исследования на людях обычно носят наблюдательный характер. [43] [44] Это может свидетельствовать о том, что нормы реакции невозможно оценить. [45] [46]
Как и в других областях, таких как экономика и эпидемиология , было разработано несколько проектов, позволяющих извлечь выгоду из возможности использования дифференциального обмена генами, повторного воздействия и измеренного воздействия окружающей среды (например, социального статуса детей, хаоса в семье, доступности и качества образования, питания, токсинов и т. д.), чтобы бороться с этим смешением причин. Неотъемлемая привлекательность классического двойного дизайна заключается в том, что он помогает распутать эти противоречия. Например, у однояйцевых и разнояйцевых близнецов общая среда обитания и генетические эффекты не смешиваются, как в семейных исследованиях, не связанных с близнецами. [18] Таким образом, исследования близнецов частично мотивированы попыткой воспользоваться случайным набором генов между членами семьи, чтобы помочь понять эти корреляции.
Хотя исследование близнецов говорит нам только о том, как гены и семьи влияют на поведение в пределах наблюдаемого диапазона сред, и с оговоркой, что часто гены и среда вариативны, это значительный шаг вперед по сравнению с альтернативой, которая не предполагает знания различных ролей близнецов. гены и окружающая среда вообще. [47] Поэтому исследования близнецов часто используются как метод контроля хотя бы одной части наблюдаемой дисперсии: например, разделение того, что раньше могло считаться семейной средой, на общую среду и аддитивную генетику с использованием эксперимента полного и частично общие геномы у близнецов. [47] Дополнительная информация доступна за пределами классической сдвоенной конструкции. Проекты усыновления — это форма естественного эксперимента, в ходе которого проверяются нормы реакции путем помещения одного и того же генотипа в разные среды. [48] Исследования ассоциаций, например, [49] позволяют напрямую изучать аллельные эффекты. Менделевская рандомизация аллелей также дает возможность изучить влияние случайных аллелей на связанное с ними окружение и другие гены. [50]
Базовый или классический дизайн близнецов включает только однояйцевых и разнояйцевых близнецов, выросших в своей биологической семье. Это представляет собой лишь подмножество возможных генетических и экологических связей. Поэтому будет справедливо сказать, что оценки наследственности на основе исследований близнецов представляют собой первый шаг в понимании генетики поведения.
Дисперсионное разделение исследования близнецов на аддитивную генетическую, общую и неразделенную среду является первым приближением к полному анализу, принимающему во внимание ковариацию и взаимодействие гена и окружающей среды , а также другие неаддитивные эффекты на поведение. Революция в молекулярной генетике предоставила более эффективные инструменты для описания генома, и многие исследователи занимаются молекулярной генетикой, чтобы напрямую оценить влияние аллелей и окружающей среды на признаки.
Первоначальным ограничением дизайна близнецов является то, что он не дает возможности одновременно учитывать как общую среду, так и неаддитивные генетические эффекты. Это ограничение можно устранить, включив в проект дополнительных одноуровневых элементов.
Второе ограничение заключается в том, что корреляцию генов и окружающей среды невозможно обнаружить как отдельный эффект, если она не добавлена в модель. Устранение этого ограничения требует включения моделей усыновления или моделей детей-близнецов для оценки семейных влияний, не коррелирующих с общими генетическими эффектами.
В то время как исследования конкордантности сравнивают черты, присутствующие или отсутствующие у каждого близнеца, корреляционные исследования сравнивают согласованность постоянно меняющихся признаков у близнецов.
Метод близнецов подвергался критике со стороны статистической генетики , статистики и психологии , причем некоторые исследователи, такие как Берт и Саймонс (2014), утверждали, что выводы, полученные с помощью этого метода, двусмысленны или бессмысленны. [51] Основные элементы этой критики и ответы на них перечислены ниже.
Критики исследований близнецов утверждают, что они основаны на ложных или сомнительных предположениях, в том числе о том, что монозиготные близнецы имеют 100% общих генов [52] и на предположении о равных условиях окружающей среды. [53] [54] На этом основании критики утверждают, что исследования близнецов имеют тенденцию генерировать завышенные или заниженные оценки наследственности из-за биологических мешающих факторов и последовательной недооценки различий в окружающей среде. [51] [55] Другие критики занимают более умеренную позицию, утверждая, что предположение о равных средах обычно неточно, но эта неточность, как правило, оказывает лишь умеренное влияние на оценки наследуемости. [56]
Питер Шенеманн раскритиковал методы оценки наследственности , разработанные в 1970-х годах. Он также утверждал, что оценка наследственности, полученная в результате исследования близнецов, может отражать и другие факторы, а не общие гены . Используя статистические модели, опубликованные Loehlin and Nichols (1976), [57] было показано, что узкая HR-наследуемость ответов на вопрос «массировали ли вам спину» составляет 0,92 наследственных для мужчин и 0,21 наследственных. для женщин и вопрос «Носили ли вы солнцезащитные очки после наступления темноты?» наследуется в 130% случаев у мужчин и в 103% у женщин. [58] [59] Критики также утверждают, что концепция «наследственности», оцениваемая в исследованиях близнецов, является просто статистической абстракцией, не имеющей никакого отношения к лежащей в основе ДНК [60] и что статистические основы исследований близнецов недействительны. Статистическая критика утверждает, что оценки наследственности , используемые в большинстве исследований близнецов, основаны на ограничительных предположениях, которые обычно не проверяются, а если и проверяются, то им часто противоречат данные.
До появления компьютеров статистики использовали методы, которые были вычислительно доступны за счет известных ограничений. С 1980-х годов от этих приближенных статистических методов отказались. Современные методы близнецов, основанные на моделировании структурными уравнениями, не подвержены ограничениям, а оценки наследуемости, подобные отмеченным выше, математически невозможны. [61] Важно отметить, что новые методы позволяют проводить явное тестирование роли различных путей, а также включение и тестирование сложных эффектов. [47]
Результаты исследований близнецов не могут автоматически распространяться за пределы популяции, из которой они получены. Поэтому важно понимать конкретную исследуемую выборку и природу самих близнецов. Близнецы не являются случайной выборкой населения и различаются средой своего развития. В этом смысле они не являются репрезентативными. [62]
Например: на рождение дизиготных (ДЗ) близнецов влияет множество факторов. Некоторые женщины часто производят более одной яйцеклетки за каждый менструальный период и, следовательно, с большей вероятностью рожают близнецов. Эта тенденция может проявляться в семье как со стороны матери, так и со стороны отца, а часто проявляется и по обе стороны. Женщины старше 35 лет чаще производят две яйцеклетки. У женщин, имеющих троих и более детей, также высока вероятность рождения дизиготных близнецов. Искусственная индукция овуляции и экстракорпоральное оплодотворение – замена эмбрионов также могут привести к появлению разнояйцевых и однояйцевых близнецов. [63] [64] [65] [ 66] [67] [68]
Однако близнецы очень мало отличаются от братьев и сестер, не являющихся близнецами. Измеренные исследования личности и интеллекта близнецов показывают, что они имеют оценки по этим чертам, очень похожие на баллы не-близнецов (например, Дири и др., 2006).
Разлученные пары близнецов, идентичных или разнояйцевых, обычно разлучаются путем усыновления . Это делает их исходные семьи нерепрезентативными для типичных семей-близнецов, поскольку они отдают своих детей на усыновление. Семьи, в которые их усыновляют, также не являются репрезентативными для типичных семей-близнецов, поскольку все они одобрены для усыновления органами по защите детей и что непропорционально большая часть из них не имеет биологических детей. Те, кто добровольно участвует в исследованиях, даже не являются представителями разлученных близнецов в целом, поскольку не все разлученные близнецы соглашаются участвовать в исследованиях близнецов. [69] [70]
Могут возникнуть некоторые проблемы необнаруженного поведения в случае поведения, которое многие люди держат в секрете в настоящее время или в своей прежней жизни. Они могут быть не столь готовы раскрывать поведение, которое подвергается дискриминации или стигматизации. Если бы окружающая среда не играла никакой роли в реальном поведении, искаженное обнаружение все равно создавало бы впечатление, будто оно играет определенную роль. Чтобы окружающая среда не играла никакой роли в таких случаях, должна быть либо контрпродуктивность нетерпимости в том смысле, что нетерпимость вызывает поведение, против которого она фанатично настроена, либо ошибка в исследовании, которая делает результаты бесполезными с научной точки зрения. Даже если окружающая среда действительно играет роль, цифры все равно будут искажены. [71] [72] [73]
Для группы близнецов попарное согласие определяется как C/(C+D), где C — количество согласующихся пар, а D — количество несогласованных пар.
Например, группа из 10 близнецов была предварительно отобрана, чтобы иметь одного пострадавшего члена (из пары). В ходе исследования затрагиваются еще четыре ранее незатронутых члена, что дает попарное соответствие 4/(4+6) или 4/10 или 40%.
Для группы близнецов, в которой поражен хотя бы один член каждой пары, конкордантность по пробанду является мерой доли близнецов с заболеванием, у которых есть пораженный близнец, и может быть рассчитана по формуле 2C/(2C+D ), где C — количество согласующихся пар, а D — количество несогласованных пар.
Например, рассмотрим группу из 10 близнецов, которые были предварительно отобраны, чтобы иметь одного пострадавшего члена. В ходе исследования заболели еще четыре ранее незатронутых участника, что дает пробандское соответствие 8/ (8+6) или 8/14 или 57% .
...оценки совокупного генетического влияния с использованием данных молекулярного уровня, как правило, значительно ниже, чем соответствующие оценки исследований близнецов.
Существует несколько академических организаций, поддерживающих исследования в области генетики поведения, в том числе Ассоциация генетики поведения , Международное общество исследований близнецов и Международное общество поведенческой и нейронной генетики . Работа в области генетики поведения также занимает видное место в ряде более широких обществ, например, в Международном обществе психиатрической генетики .
Известные специализированные журналы в этой области включают Behavior Genetics , Genes, Brain and Behavior , а также Twin Research и Human Genetics .