آیا آثار آسیب روحی به نسل‌های بعد منتقل می‌شود؟

در سال ۱۸۶۴ و نزدیک به پایان جنگ داخلی آمریکا، شرایط در اردوگاه‌های زندانیان جنگ بسیار دشوار بود. شرایط به‌حدی سخت بود که زندانیان دارای فضایی به اندازه‌ی یک قبر بودند. در این زمان نرخ مرگ‌و‌میر به‌شدت افزایش یافت. درمورد کسانی که جان سالم به در می‌بردند، این تجربیات تاثیر بدی روی زندگی آن‌ها داشت. آن‌ها با مشکلات سلامتی و کمبود فرصت‌های شغلی رو‌به‌رو بودند و امید به زندگی آن‌ها کمتر بود. اما تاثیر این سختی‌ها در خود افرادی که آن‌ها را تجربه کردند، به پایان نرسید. این وضعیت همچنین دارای اثری بر فرزندان و نوه‌های زندانیان بود و به‌نظر می‌رسید به‌وسیله‌ی خط پدری خانواده‌ها انتقال پیدا می‌کند.

درحالی‌که پسران و نوه‌های این افراد، مشقت اردوگاه زندانیان جنگ را تجربه نکرده بودند (و حتی اگرهمه چیز در سرتاسر زندگی آن‌ها به‌خوبی پیش می‌رفت)، آن‌ها نسبت به جمعیت عمومی دارای نرخ مرگ‌و‌میر بالاتری بودند. به‌نظر می‌رسید که این زندانیان عناصری از آسیب خود را به فرزندان خود منتقل کرده‌اند.

اما برخلاف بیشتر خصوصیات ارثی، این حالت به‌وسیله‌ی وقوع جهش‌ ژنتیکی در خود کدهای ژنتیکی ایجاد نشده بود. در این مورد، پژوهشگران در حال بررسی مبهم‌ترین نوع از توارث هستند: چگونه حوادث زندگی یک فرد می‌توانند نحوه‌ی بیان DNA را تغییر دهند و چگونه این تغییر می‌تواند به نسل بعد منتقل شود. نام این فرایند ژنتیکی «اپی‌ژنتیک» است که در آن قابلیت خوانش یا بیان ژن‌ها بدون تغییر در خود کدهای DNA دچار تغییر می‌شود. برچسب‌های کوچک شیمیایی در واکنش به تغییرات محیطی، از DNA ما کم یا به آن اضافه می‌شوند. این برچسب‌ها ژن‌ها را خاموش یا روشن می‌کنند و راهی برای ایجاد سازگاری نسبت‌به شرایط محیطی بدون ایجاد تغییرات پایدار در ژنوم هستند.

اما اگر این اثرات اپی‌ژنتیکی که در طول زندگی به‌دست می‌آیند، واقعا بتوانند به نسل‌های بعد منتقل شوند، این موضوع پیامدهای عظیمی خواهد داشت. تجربیات شما در طول زندگی، به‌ویژه تجربه‌های آسیب شدید روحی تاثیر واقعی بر خانواده‌ی شما در نسل‌های آینده خواهند داشت. مطالعات متعددی وجود دارد که از این ایده که تاثیرات آسیب روحی می‌تواند ازطریق اپی‌ژنتیک به نسل‌های بعد برسد، حمایت می‌کند. درمورد زندانیان اردوگاه‌های جنگی آمریکا، این تغییرات اپی‌ژنتیکی نتیجه‌ای از ازدحام بیش از حد و شرایط بهداشتی و تغذیه‌ای بسیار ضعیف بوده است. این مردان مجبور بوده‌اند که با یک رژیم غذایی محدود حاوی مقداری ذرت زنده بمانند و تعداد زیادی از آن‌ها در اثر اسهال و اسکوربوت (کمبود ویتامین C) از دنیا می‌رفتند. دورا کاستا از دانشگاه کالیفرنیا که نویسنده‌ی این مقاله است، می‌گوید: «در این دوره‌ی گرسنگی شدید، زندانیان به اسکلت‌های متحرکی تبدیل شده بودند».

اثرات تروما یا آسیب روحی ممکن است تا چندین نسل تداوم داشته باشد و از پدربزرگ به پسر و سپس به نوه‌اش برسد

میزان مرگ‌و‌میر در پسران این زندانیان نسبت‌به پسران گروه دیگر، ۱۱ درصد بیشتر بود. کاستا و همکارانش سابقه‌ی سلامتی حدود ۴۶۰۰ کودک را که پدران آن‌ها از این گروه از زندانیان بودند، با بیش از ۱۵۳۰۰ کودک سرباز جنگی که در جنگ اسیر نشده بودند، مقایسه کردند. پژوهشگران دریافتند که عوامل دیگری مانند وضعیت اجتماعی اقتصادی پدر، شغل و وضعیت تاهل پسر تاثیری روی این میزان مرگ‌و‌میر ندارد. مرگ‌و‌میر بیشتر عمدتا ناشی از نرخ بالاتر خونریزی مغزی بود. همچنین احتمال بیشتری وجود داشت که پسران این زندانیان در اثر سرطان از دنیا بروند. اما به‌نظر می‌رسید که دختران این زندانیان از این تاثیرات ایمن باشند. این الگوی وابسته به جنس غیرعادی یکی از دلایلی بود که باعث شد پژوهشگران گمان کنند که این اختلاف‌های سلامتی در اثر تغییرات اپی‌ژنتیک اتفاق افتاده باشند. اما کاستا و گروهش در ابتدای کار مجبور بودند که احتمال اثر ژنتیکی مستقیم را کنار بگذارند.

کاستا می‌گوید:

چیزی که شاید اتفاق افتاده باشد این است که یک صفت ژنتیکی که موجب بقای پدر در اردوگاه جنگی شده، مثلا گرایشی برای چاق شدن، ممکن است در دوران طبیعی زندگی صفتی نامطلوب باشد. اگرچه اگر به داخل خانواده‌ها توجه کنیم، می‌بینیم این اثرات فقط در پسرانی که پس از جنگ به دنیا آمده‌اند، دیده می‌شوند و نه در پسرانی که قبل از جنگ چشم به جهان گشوده‌اند.

اگر این خصوصیت یک صفت ژنتیکی بود، پس احتمالا کاهش در طول عمر باید در کودکان متولدشده قبل و بعد از جنگ برابر بود. براین اساس، وقتی احتمال علت (مستقیم) ژنتیکی کنار گذاشته می‌شود، محتمل‌ترین توضیح ممکن برای این پدیده اثر اپی‌ژنتیک است. کاستا می‌گوید:

فرض این است که یک اثر اپی‌ژنتیکی روی کروموزوم Y قرار دارد. این اثر با نتایج مطالعات انجام‌شده در روستاهای دورافتاده‌ی سوئد که در آن‌ها کمبود منابع غذایی دارای تاثیر بین نسلی در خط پدری بود، سازگار است.

اگر این خطر افزایش‌یافته مرگ ناشی از میراث آسیب روحی پدر ارتباطی با DNA نداشته باشد، چه؟ و اگر احتمال بیشتری وجود داشته باشد که پدران دچار آسیب روحی بیشتر کودکان خود را آزار دهند و منجر به بروز پیامدهای بلندمدت سلامتی شوند و دراین‌میان پسران بیش از دختران از این آسیب در رنج باشند، چه؟ بار دیگر، مقایسه‌ی سلامتی کودکان درون خانواده‌ها به رد این موضوع کمک کرد. کاستا می‌گوید:

این یک مورد از کنار گذاشتن احتمالات دیگر است. بسیاری از موارد دیگر نیز با این نوع اثبات کنار گذاشته شدند و توجیه حاضر، سازگارترین توضیح ممکن است.

اکثر زمان‌هایی که تصور می‌شود در آن آسیب روحی پدر ازطریق فرایند اپی‌ژنتیک به نسل‌های بعد منتقل شده باشد، با تاریک‌ترین لحظات تاریخ بشر مرتبط هستند. تصور می‌شود جنگ‌، قحطی و نسل‌کشی علامت اپی‌ژنتیکی را روی فرزندان افرادی که آن‌ها را تجربه می‌کنند، برجای گذارد.

در این زمینه، برخی از مطالعات نسبت‌به دیگر مطالعات بحث‌برانگیر‌تر بوده‌اند. یک مطالعه‌ در سال ۲۰۱۵ نشان داد که کودکان بازماندگان واقعه‌ی هولوکاست دارای تغییرات اپی‌ژنتیکی در ژنی هستند که با سطح کوتیزول آن‌ها (یک هورمون درگیر در پاسخ به استرس) مرتبط است. راشل یهودا، نویسنده‌ی مقاله می‌گوید:

ایده‌ی یک سیگنال یعنی یک علامت اپی‌ژنتیکی که در فرزندان بازماندگان یک آسیب روحی بر جای می‌ماند، می‌تواند نشان‌دهنده‌ی موضوعات زیادی باشد.

البته این مطالعه کوچک بود و تنها ۱۳ بازمانده‌ی هولوکاست و ۲۲ فرزند آن‌ها را مورد بررسی قرار داد و گروه کنترل کوچکی در آن درنظر گرفته شده بود. پژوهشگران دیگر از نتیجه‌گیری مطالعه انتقاد کردند. ما نمی‌توانیم بدون بررسی چندین نسل و جست‌و‌جوی گسترده‌‌تر ژنوم، با یقین در مورد توارث اپی‌ژنتیکی صحبت کنیم. یهودا اذعان می‌کند که برخی از گزارش‌های این مقاله متناقص است و برای رسیدن به نتیجه‌گیری‌های قطعی‌تر، نیاز به انجام مطالعات وسیع‌تری است. یهودا می‌گوید:

واقعیتی که ما آن را نشان دادیم، مسئله‌ی واقعا بزرگی بود. اکنون سؤال این است که این مکانیسم چگونه اتفاق می‌افتد.

توله‌های پدران شرطی‌شده دربرابر عطر شکوفه‌های گیلاس، وقتی درمعرض این بو قرار می‌گرفتند، درمقایسه با کودکانی که پدران آن‌ها نسبت‌به این بو شرطی نشده‌اند، بیشتر آشفته و عصبی می‌شدند

آزمایش‌های کنترل‌شده در موش به پژوهشگران اجازه داده است که روی یافتن پاسخ این سؤال تمرکز کنند. در یک مطالعه که در سال ۲۰۱۳ انجام شد، نشان داده شد که یک اثرِ بین نسلی از آسیب مرتبط با بو وجود دارد. پژوهشگران استافنون (که حاوی بوی شکوفه‌ی گیلاس است) را در قفس موش‌های نر بالغ دمیدند و در همان زمان به پای موش‌های نر شوک برقی وارد کردند. پس از چندین بار تکرار، این موش‌ها بوی شکوفه‌ی گیلاس را با درد مرتبط دانستند.

مدت کوتاهی پس از آن، این موش‌های نر با موش‌های ماده جفت‌گیری کردند. وقتی توله‌های آن‌ها بوی شکوفه‌های گیلاس را می‌شنیدند، نسبت‌به توله موش‌هایی که پدران آن‌ها دربرابر این بو شرطی نشده بودند، عصبی‌تر و آشفته‌تر می‌شدند. برای جلوگیری از این موضوع احتمالی که توله‌ها ازطریق یادگیری از والدین خود این ترس را بشناسند، آن‌ها تحت پرورش موش‌های غیرخویشاوندی که قبلا هرگز با این بو روبه‌رو نشده بودند، بزرگ شدند. نوه‌های موش‌های آسیب‌دیده نیز دربرابر این بو حساسیت بیشتری نشان دادند. در هیچ‌کدام از نسل‌ها دربرابر دیگر بوها حساسیت بالاتری دیده نشد بنابراین توارث، مختص آن بوی خاص بود. این حساسیت به بوی شکوفه‌ی گیلاس با تغییرات اپی‌ژنتیک در DNA اسپرم مرتبط بود. این علامت‌های شیمیایی روی قطعه‌ای از DNA مربوط‌به ژن کد‌کننده‌ی یک گیرنده‌ی بو در پیاز بویایی مغز دیده می‌شدند. وقتی پژوهشگران مغز توله‌ها را مورد بررسی قرار دادند، متوجه شدند که در این ناحیه از مغز این موش‌ها درمقایسه با موش‌های گروه کنترل تعداد نورون‌های بیشتری وجود داشت.

به‌نظر می‌رسید که نسل‌های دوم و سوم از خود بو نمی‌ترسیدند بلکه حساسیت بالایی نسبت‌به آن داشتند. این یافته‌های یک اشتباه ظریف را درمورد توارث اپی‌ژنتیک خاطرنشان می‌کند: اینکه نسل آینده همیشه دقیقا همان صفتی را که در نسل والدین وجود داشته، نشان نمی‌دهد. این خود ترس نیست که به نسل‌های آینده منتقل می‌شود بلکه ترس از یک بو در یک نسل، منجر به ایجاد حساسیت نسبت‌به همان بو در نسل بعد می‌شود. بریان دیاس، نویسنده‌ی مطالعه می‌گوید:

مفهوم اصطلاح توارث در اینجا باید مشخص شود. واژه‌ی توارث نشان می‌دهد که باید یک نمایش منطقی از صفتی که انتقال داده می‌شود، وجود داشته باشد. پیامدهای انتقال اثرات آسیب‌های روحی بسیار عظیم است حتی اگر آن‌ها به‌طور ظریفی بین نسل‌ها تغییر کنند. این مسئله روی روش نگاه ما به زندگی تاثیر می گذارد و از این موضوع آگاه می‌شویم که تجربیات والدین ما روی فیزیولوژی و حتی سلامت روان ما تاثیر می‌گذارند.

با وجود این حد از آگاهی در زمینه‌ی انتقال آسیب روحی در نسل‌های متوالی، هنوز یک مانع بزرگ سر راه پژوهش درمورد توارث اپی‌ژنتیک وجود دارد: کسی با اطمینان نمی‌داند که این فرایندچگونه اتفاق می‌افتد؟ برخی از دانشمندان فکر می‌کنند که این یک رویداد بسیار نادر است. یکی از دلایلی که این امر ممکن است چندان گسترده نباشد، این است که نوعی از نشانه‌گذاری اپی‌ژنتیک روی توالی DNA (به نام متیلاسیون DNA) به‌شدت پاکسازی می‌شود.

آن فرگوسن اسمیت می‌گوید:

در پستانداران به‌محض اینکه اسپرم وارد سلول تخمک می‌شود، در مجموعه‌ی کروموزوم‌های پدری، کاهش سریع میزان متیلاسیون DNA اتفاق می‌افتد. به همین خاطر است که توارث اپی‌ژنتیک بین نسلی اینقدر تعجب‌آور است. بسیار دشوار است که وقتی فرایند حذف نشانگرهای اپی‌ژنتیک اینقدر گسترده است، تصور کنیم که توارث اپی‌ژنتیک هم وجود داشته باشد.

با همه‌ی این دقت، بخش‌هایی از ژنوم وجود دارد که به‌خوبی پاک نمی‌شوند. فرایندی که «ایمپرینت ژنی» نامیده می‌شود، در نقاط خاصی از ژنوم، از متیلاسیون محافظت می‌کند. اما این مناطق آن‌هایی نیستند که تغییرات اپی‌ژنتیکی مرتبط با آسیب در آن‌ها دیده می‌شوند. یک مطالعه که اخیرا توسط گروه فرگوسن اسمیت انجام شده، نشان می‌دهد که توارث اپی‌ژنتیک احتمالا در موش بسیار نادر است.

اما دیگر پژوهشگران متقاعد شده‌اند که آن‌ها نشانه‌هایی از توارث اپی‌ژنتیک را برای چندین صفت پیدا کرده‌اند (در انسان‌ها و نیز در حیوانات). علاوه‌بر این، آن‌ها فکر می‌کنند مکانیسمی را نیز برای نحوه‌ی عمل آن پیدا کرده‌اند: ملکول‌های RNA که روی نحوه‌ی عملکرد ژن‌ها اثر می‌گذارند. در مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۸، شواهد محکمی درباره‌ی اینکه RNA ممکن است روی نحوه‌ی به ارث رسیدن اثرات آسیب نقش داشته باشد، به‌دست آمده است. پژوهشگران به‌وسیله‌ی جدا کردن توله موش‌ها از مادرشان درست پس از تولد، این موضوع را مورد بررسی قرار داده‌اند که چگونه آسیب در اوایل زندگی می‌تواند انتقال پیدا کند. ایزابل مانسوی که هدایت این پژوهش را برعهده داشته است، می‌گوید:

مدل ما کاملا منحصر‌به‌فرد است. این وضعیت نظیر برخی از آسیب‌های عاطفی است که در انسان‌ها اتفاق می‌افتد.

همچنان که این توله‌ها بزرگ می‌شدند، علایم مشابه کودکانی که تجربه‌ی آسیب را داشتند، نشان می‌دادند. این موش‌ها دارای علایمی نظیر افزایش ریسک‌پذیری و مصرف کالری بالاتر که هر دو در کودکان بازماندگان آسیب دیده می‌شود، بودند. هنگامی که این موش‌های نر بزرگ شدند، توله‌های آن‌ها هم صفات مشابهی داشتند (پرخوری، ریسک‌پذیری و سطوح بالاتر رفتارهای ضداجتماعی). این توله‌ها نیز الگوهای رفتاری تغییریافته‌ی کسانی را که والدین آن‌ها تجربه‌ی آسیب داشتند، دارا بودند. پژوهشگران ملکول‌های RNA را از اسپرم موش‌های نری که تجربه‌ی آسیب داشتند، جدا کردند و این ملکول‌ها را به جنین موش‌هایی که والدین آن‌ها این تجربه را نداشتند، تزریق کردند. توله‌های حاصل، الگوهای رفتاری تغیریافته‌ی توله‌هایی را نشان می‌دادند که والدین آن‌ها آسیب را تجربه کرده بودند. آن‌ها همچنین دریافتند که طول‌های متفاوت ملکوهای RNA با الگوهای رفتاری مختلف مرتبط بودند: RNAهای بلندتر با مصرف غذای بیشتر، تغییر پاسخ بدن دربرابر انسولین و ریسک‌پذیری بیشتر و ملکول‌های RNA کوچک‌تر با نشانه‌های ناامیدی ارتباط داشتند. منسوی گفت:

این نخستین بار است که ما ارتباط سببی را دراین‌میان می‌بینیم.

ممکن است آسیب عاطفی تجربه شده در دوران کودکی شما بتواند به فرزندان شما منتقل شود

اینکه چگونه این ملکول‌های RNA موجب تغییر رفتار چندین نسل می‌شوند، هنوز مشخص نیست. منسوی در حال حاضر در حال انجام آزمایشاتی روی انسان‌ها است تا ببیند آیا فرایندهای مشابهی در انسان‌ها نیز وجود دارد؟ آزمایش‌های مقدماتی که به‌وسیله‌ی دیگر پژوهشگران انجام شده است، نشان داده که چنین چیزی در انسان‌ها نیز احتمالا رخ می‌دهد. در این پژوهش و نیز در بسیاری از مطالعات انجام شده روی موش‌ها، روی اسپرم و توارث اپی‌ژنتیک خط پدری تمرکز شده است. این امر به این خاطر نیست که دانشمندان فکر می‌کنند این تنها در جنس نر اتفاق می‌افتد. این فقط بدان علت است که مطالعه‌ی تخمک نسبت‌به مطالعه‌ی اسپرم‌ها سخت‌تر است. اما تلاش درجهت کشف توارث اپی‌ژنتیک در خط مادری مرحله‌ی بعدی این مطالعات است. منسوی می گوید:

ما مجبور بودیم از جایی شروع کنیم. اما ما در حال جست‌وجو برای یک مدل آسیب هستیم که نشان دهد چگونه توارث در هر دو جنس نر و ماده اتفاق می‌افتد.

علم توارث اپی‌ژنتیک اثرات مرتبط با آسیب هنوز جدید است که بدان معنا است که هنوز موجب ایجاد مباحث جدید می‌شود. انواع دیگری از مکانیسم‌های اپی‌ژنتیک نیز شناخته شده‌اند که البته چندان مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند. یکی از آن‌ها «تغییر هیستونی» است که در آن پروتئین‌هایی که به‌عنوان «داربست DNA» عمل می‌کنند، ازلحاظ شیمیایی علامت‌گذاری می‌شوند. پژوهشگران نشان می‌دهند که هیستون‌ها نیز می‌توانند در توارث اپی‌ژنتیک بین نسلی در پستانداران نقش داشته باشند. دیاس می‌گوید:

من فکر می‌کنم پاسخ این باشد که تمام این مکانیسم‌ها در تعامل با هم موجب توارث بین نسلی صفات اکتسابی شوند.

اینکه چگونه آسیب روحی از نسلی به نسل بعد منتقل می‌شود، هنوز آشکار نیست زیرا مکانیسمی که روی DNA عمل می‌کند به‌خوبی درک نشده است

یهودا جزو نخستین دانشمندانی است که در دهه‌ی ۱۹۹۰، روی اختلال استرس پس از حادثه (PTSD) کار کرد. او می‌گوید:

 موقعیتی که امروزه ما با اپی‌ژنتیک داریم، مانند همان وضعیتی است که ما در آغاز کار در زمینه‌ی اختلال استرس پس از سانحه داشتیم. در آن زمان، این موضوع یک تشخیص بحث‌برانگیز بود. همه باور نمی‌کردند که آسیب روحی می‌تواند اثر بلندمدتی داشته باشد.

تقریبا ۳۰ سال بعد، PTSD ازلحاظ پزشکی به‌عنوان یک بیماری برای توضیح علت ماندگاری آثار آسیب روحی، مورد پذیرش واقع شد.

دیاس می‌گوید:

اما اگر نشان داده شود که آسیب روحی به همان شکلی که در موش‌ها دیده می‌شود، در انسان‌ها نیز منتقل می‌شود، ما نباید در مورد این فرایند توارث حس اجتناب ناپذیر بودن داشته باشیم.

او در ادامه‌ی آزمایش‌های مرتبط با عطر شکوفه‌های گیلاس، این موضوع را بررسی کرد که اگر ترس موش‌هایی که از بوی شکوفه‌ی گیلاس ترسیده بودند، برطرف شود، چه اتفاقی می‌افتد. در این بخش از آزمایش موش‌ها به‌طور مکرر در معرض این بو قرار گرفتند بدون اینکه به پای آن‌ها شوکی وارد شود. دیاس می‌گوید:

موش‌ها فراموش نکرده بودند، اما ارتباط جدیدی در مغز آن‌ها در حال تشکیل بود که این بو دیگر با شوک پا ارتباطی ندارد.

وقتی او اسپرم آن‌ها را مورد بررسی قرار داد متوجه شد آن‌ها پس از فرایند پاکسازی، نشانه‌ی اپی‌ژنتیک ترس را  از دست دادند. توله‌های این موش‌ها دیگر حساسیت زیادی به بو نداشتند. بنابراین اگر موش‌ها ارتباط بین درد و بو را از یاد ببرند، شاید نسل بعد بتواند از این اثرات رهایی یابد. این امر همچین پیشنهاد می‌کند که اگر انسان‌ نیز آسیب را به همین صورت به ارث ببرد، اثرات روی DNA می‌تواند با استفاده از روش‌هایی نظیر درمان رفتاری شناختی از بین برود. دیاس می‌گوید:

یک انعطاف‌پذیری در این سیستم وجود دارد. در بیشتر موارد ما به‌عنوان گونه‌ی انسان حتی وقتی محیط اطراف ما سرشار از آسیب است، آشفته نمی‌شویم. حداقل در برخی موارد، بهبود اثرات ناشی از آسیب در زندگی می‌تواند از انتقال آن به نسل‌های بعد جلوگیری کند.