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新發(fā)現(xiàn)！人腦較類人猿大腦更大首獲解釋

發(fā)布日期： 2021-03-29 08:32:43 來源：科技日報

人腦中神經(jīng)元的數(shù)量是黑猩猩和大猩猩大腦的三倍!人腦為何大于其他類人猿的大腦呢?英國科學(xué)家在最新一期《細胞》雜志撰文稱首次發(fā)現(xiàn)了人類大腦變得更大的原因——一個關(guān)鍵的分子開關(guān)ZEB2或在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

在最新研究中，劍橋醫(yī)學(xué)研究委員會分子生物學(xué)實驗室瑪?shù)铝?middot;蘭卡斯特領(lǐng)導(dǎo)的團隊比較了從人類、大猩猩和黑猩猩的干細胞中生長出來的“大腦類器官”。研究發(fā)現(xiàn)，與實際大腦的情況相似，人類大腦類器官比其他類人猿的類器官長得更大。

研究人員解釋說，在大腦發(fā)育早期階段，神經(jīng)元由干細胞(神經(jīng)祖細胞)形成，這些祖細胞最初呈圓柱形，這使它們很容易分裂成形狀相同的子細胞。而神經(jīng)前體細胞增殖次數(shù)越多，以后出現(xiàn)的神經(jīng)元就越多。隨著細胞成熟，增殖放緩，細胞伸長，形成一個像冰淇淋樣的錐狀體。

研究發(fā)現(xiàn)，與其他類人猿相比，人類的祖細胞在更長時間內(nèi)保持圓柱形，在這段時間內(nèi)，它們分裂得更頻繁，產(chǎn)生更多細胞。因此，這種從神經(jīng)祖細胞向神經(jīng)元轉(zhuǎn)化速度的差異意味著人類細胞有更多時間繁殖。

為揭示導(dǎo)致這些差異的遺傳機制，研究人員比較了人類和其他類人猿大腦類器官的基因表達，發(fā)現(xiàn)一種叫作“ZEB2”的基因在大猩猩大腦類器官中比在人類大腦類器官中啟動得更快。

隨后，他們延遲了大猩猩大腦內(nèi)ZEB2起作用的時間，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這減緩了祖細胞的成熟，使大猩猩大腦的類器官發(fā)育得更像人類。相反，在人類祖細胞中更早啟動ZEB2基因，則促進了人類類器官的過早轉(zhuǎn)化，使它們的發(fā)育更像類人猿類器官。

蘭卡斯特說：“我們的新研究提供了一些關(guān)于人類大腦發(fā)育不同之處的初步見解，這些不同之處使我們區(qū)別于我們的近親——其他類人猿，我們和其他類人猿最顯著的區(qū)別就是我們的大腦更大。”

總編輯圈點

人類與其他哺乳動物的顯著不同，在于人類的大腦更大，即使與作為人類近親的靈長類動物相比也是如此。這一聽起來司空見慣的結(jié)論，背后卻包含大量科學(xué)奧秘?？茖W(xué)家已經(jīng)試圖從進化的角度解釋這一現(xiàn)象，從神經(jīng)學(xué)的角度來分析，其深層機制又是如何?揭示這一謎底，將進一步促進科學(xué)家對人類大腦發(fā)育的理解?？上部少R，人類大腦作為當(dāng)今科學(xué)最前沿的疆界之一，其認知范圍再一次得到拓展。(記者劉霞)