科技日报讯(记者刘霞)美国得克萨斯大学西南医学中心的科学家们确定了人类大脑的细胞和分子特征,这些特征将现代人类与他们最近的灵长类“亲戚”和古代人类祖先区分开来,为人类大脑的进化提供了新的见解。相关论文发表在最近出版的《自然》杂志上。
人们一直很好奇,为什么人类会有其他动物没有的能力,比如说话。先前的一系列研究试图通过检查人脑的解剖结构,并对整个人脑或切片进行遗传或分子研究来回答这个问题。这些实验一次可以看到数千个细胞。
最新研究的负责人、神经科学教授吉纳维芙·克纳普卡(Genevieve Knapuka)及其同事推测,在细胞水平上观察人脑的特征可以获得更多信息,但需要许多新技术来做到这一点。在他们的研究中,Knapuka的团队专注于后扣带回皮层中的brodman区域23 (BA23)。
他们利用单核RNA测序技术,通过比较人类、黑猩猩和恒河猴的样本,研究了这一领域的细胞。结果表明,与非人灵长类动物相比,人类拥有更大比例的少突胶质祖细胞(OPCs),已知这些细胞为神经元提供支持,并参与调节脑回路。此外,在人类大脑中制造FOXP2的基因中,兴奋性神经元的两种亚型的表达增加。FOXP2是一种与言语和语言相关的大脑发育蛋白。
在另一项实验中,科学家将现代人的DNA与尼安德特人和丹尼索瓦人的DNA进行了比较。他们不仅研究了基因代码的差异,还研究了这些差异是否发生在基因组中细胞机制调节基因表达的区域,并确定了几十种在人类和他们的古代亲属之间扮演不同角色的基因,这有望为人类大脑的进化提供更多见解,并帮助科学家了解人类大脑如何发展出区别于其他物种的独特能力。
克纳普卡指出,大多数关于人类大脑进化的研究都集中在神经元上,因为这种细胞被认为是人类智力和认知能力增强的原因。最新的研究使他们重新认识到参与大脑功能的其他细胞及其在改善人类认知和人类对各种认知疾病的易感性方面的作用。
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