人脑较类人猿大脑更大首获解释

发布时间:2021-04-07 10:45:43
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图片来源:视觉中国

科技日报北京3月28日电 (记者刘霞)人脑中神经元的数量是黑猩猩和大猩猩大脑的三倍!人脑为何大于其他类人猿的大脑呢?英国科学家在最新一期《细胞》杂志撰文称首次发现了人类大脑变得更大的原因——一个关键的分子开关ZEB2或在其中发挥关键作用。

在最新研究中,剑桥医学研究委员会分子生物学实验室玛德琳·兰卡斯特领导的团队比较了从人类、大猩猩和黑猩猩的干细胞中生长出来的“大脑类器官”。研究发现,与实际大脑的情况相似,人类大脑类器官比其他类人猿的类器官长得更大。

研究人员解释说,在大脑发育早期阶段,神经元由干细胞(神经祖细胞)形成,这些祖细胞最初呈圆柱形,这使它们很容易分裂成形状相同的子细胞。而神经前体细胞增殖次数越多,以后出现的神经元就越多。随着细胞成熟,增殖放缓,细胞伸长,形成一个像冰淇淋样的锥状体。

研究发现,与其他类人猿相比,人类的祖细胞在更长时间内保持圆柱形,在这段时间内,它们分裂得更频繁,产生更多细胞。因此,这种从神经祖细胞向神经元转化速度的差异意味着人类细胞有更多时间繁殖。

为揭示导致这些差异的遗传机制,研究人员比较了人类和其他类人猿大脑类器官的基因表达,发现一种叫作“ZEB2”的基因在大猩猩大脑类器官中比在人类大脑类器官中启动得更快。

随后,他们延迟了大猩猩大脑内ZEB2起作用的时间,结果发现这减缓了祖细胞的成熟,使大猩猩大脑的类器官发育得更像人类。相反,在人类祖细胞中更早启动ZEB2基因,则促进了人类类器官的过早转化,使它们的发育更像类人猿类器官。

兰卡斯特说:“我们的新研究提供了一些关于人类大脑发育不同之处的初步见解,这些不同之处使我们区别于我们的近亲——其他类人猿,我们和其他类人猿最显著的区别就是我们的大脑更大。”

总编辑圈点

人类与其他哺乳动物的显著不同,在于人类的大脑更大,即使与作为人类近亲的灵长类动物相比也是如此。这一听起来司空见惯的结论,背后却包含大量科学奥秘。科学家已经试图从进化的角度解释这一现象,从神经学的角度来分析,其深层机制又是如何?揭示这一谜底,将进一步促进科学家对人类大脑发育的理解。可喜可贺,人类大脑作为当今科学最前沿的疆界之一,其认知范围再一次得到拓展。

来源:科技日报