科学家发现了人类大脑比非人类灵长类动物大脑大的关键秘密

doco2012

是甚么让我们和非人类灵长类动物——我们非常密切的嫡亲——分离来？从科学上讲，非常大的差别之一是我们大脑的大小——而当今，我们曾经发现了人类大脑无可比拟的增进背后的一个环节秘密。


在相对差别范例的脑器官（从干细胞中开展的脑构造小型化）的新研究中，科学家发现人类、大猩猩和黑猩猩脑构造在神经干细胞发育方面存在重大发育差异。

神经干细胞（也称为神经皮细胞）是多醒目细胞的一种形式，产生组成中枢神经体系的神经元和胶质细胞。但新的研究表明，这种转变在早期大脑发育历程中产生的方法在所有灵长类动物中是差别样的。


当神经干细胞过渡到特定的脑细胞范例时，它们会转变其样式，这反过来又会影响它们盘据并非常终形成神经元的速率。在小鼠中，家喻户晓，这种变形产生在几个小时内，非常终限制了动物产生的脑细胞数目。


上图：神经干细胞在五天内，与猿类（右）相比，人类的样式变更差别（左）。

当今，来自英国医学研究理事会分子生物学试验室（LMB）的科学家曾经表明，这个历程在灵长类动物中需求更长的时间，现实上连接了几天。对于大猩猩和黑猩猩来说，耽误的变形会给它们大概五天的时间继续产生新的神经元。

人类神经皮质细胞的过渡时间乃至更长——乃至整整一个星期，使神经生成历程能够运转更多的时间，这反过来又产生更多的脑细胞、更多的脑构造，并非常终产生更大的大脑（大概，如这里所看到的，更大的器官坐在盘子里）。


“我们发现，早期大脑细胞样式的耽误变更足以转变发育历程，有助于确定产生神经元的数目，”英国医学研究理事会分子生物学试验室（LMB）发育生物学家和首席研究员马德琳·兰开斯特注释道，"值得留意的是，细胞样式相对简单的进化变更可能会对大脑进化产生重大影响。


但是，除了确定过渡的差异外，对器官的剖析也揭示了开展变更的可能。

据研究人员称，一种名为ZEB2的基因在调节历程中起着焦点好处，促使神经干细胞转变样式，提前有用成熟，从而缩短了它们在成为非常终形成神经元的祖细胞以前可以增殖的时间。


上图：五周大的人脑类器官，比大猩猩和黑猩猩类器官大（分别从左到右）。

不但云云，在 ZEB2 表白动力学驾驭的试验中，研究人员还表明，器官也能够驾驭——当基因加强时，人脑器官变得更小，而大猩猩器官在 ZEB2 被抑制时更相似于人类脑构造的体积。

研究人员夸大类器官构造始终无法完善地代表现实动物器官，所以我们不可以得出ZEB2活性和非活性在人类或非人类灵长类动物大脑中的好处彻底相像的论断。


只管云云，研究人员说，这是一个庞大的线索，可能注释了人类与其余大猿猴在大脑大小上的非常大差异——来日的研究，包含对转基因小鼠进行试验或对猿胚进行成像，可能会进一步阐明这一点。

“这为人类大脑发育的差别之处提供了少许初步的看法，这使我们与非常密切的亲戚，其余伟大的猿类辨别开来。” 兰开斯特说，“我觉得我们真的曾经打听到了少许相关我感乐趣的疑问的底子常识，直到我能记着，这才使我们变得人道化。”

该发现汇报发表在《Cell》中。

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器官的剖析也揭示了开展变更的可能