人类的大脑比猿的大脑大 这是第一次被解释

  • 2021-03-29 14:55
  • 科技日报

人脑中的神经元数量是黑猩猩和大猩猩的三倍!为什么人类的大脑比其他类人猿大?英国科学家在最新一期的《细胞》杂志上写了一篇文章,说他们第一次发现了人脑变大的原因,——,一个关键的分子开关,ZEB2,或者说在其中起了关键作用。

在最新的研究中,由剑桥医学研究委员会分子生物学实验室的马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的“大脑样器官”。研究发现,与大脑的实际情况类似,人类的类脑器官比其他类人猿长得更大。

研究人员解释说,在大脑发育的早期,神经元是由干细胞(神经祖细胞)形成的,最初是圆柱形的,这使得它们很容易分裂成形状相同的子细胞。神经前体细胞增殖越多,未来出现的神经元就越多。随着细胞的成熟,增殖速度减慢,细胞伸长,形成一个冰淇淋状的圆锥体。

发现与其他类人猿相比,人类祖细胞在较长时间内保持圆柱形,在此期间分裂更频繁,产生的细胞更多。因此,这种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的时间进行繁殖。

为了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器官的基因表达,发现一种名为“ZEB2”的基因在大猩猩大脑器官中的启动速度快于人类大脑器官。

后来,他们推迟了ZEB2在大猩猩大脑中发挥作用的时间,发现它减缓了祖细胞的成熟,使大猩猩大脑的类似器官发育得更像人类。相反,人类祖细胞中ZEB2基因的早期激活促进了人体器官的过早转化,使其发育更像类人器官。

兰卡斯特说:“我们的新研究为人类大脑发育的差异提供了一些初步的见解。这些差异使我们区别于我们的近亲——其他类人猿。我们和其他猿类最显著的区别是,我们的大脑更大。”

人类与其他哺乳动物的显著区别在于,人类的大脑更大,即使与人类的近亲灵长类动物相比也是如此。这个听起来很平常的结论,背后包含了很多科学的奥秘。科学家们试图从进化的角度来解释这一现象。从神经学角度看,其深层机制是什么?揭开这个谜团将进一步促进科学家对人脑发育的理解。令人高兴的是,作为科学的前沿之一,人脑的认知范围又被扩大了。

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