Science最新解密:人脑和猴脑的差异在哪里?-观察-生物探索
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Science最新解密:人脑和猴脑的差异在哪里?

2017/11/27 来源:生物探索
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导读
11月23日发表在Science上的一项分析研究表明,相比黑猩猩和猕猴的脑组织中的分子和细胞,人类大脑不仅是祖先灵长类大脑的更大版本,而且还充满了明显且惊人的差异。


人类和其他灵长类动物之间最显著的分歧是在大脑中发现的。脑是使我们这个物种具有特定属性的主要器官。

然而,耶鲁大学领导的一个新的研究对成年人类、黑猩猩和猕猴脑部的16个区域进行了转录组测序。单细胞转录组数据揭示了灵长类脑的全局、局部和特定细胞类型的物种基因表达差异。研究发现:人类脑部的所有区域都有与我们的灵长类亲属非常相似的分子特征,但有些区域却含有明显的人类基因活动模式。这标志着脑的进化,可能有助于我们的认知能力。

第一作者Andre M.M. Sousa说“我们的脑大三倍,有更多的细胞,因此处理事情的能力比黑猩猩或猴子更强。然而,不同物种在个体细胞的功能和形成细胞间联系的方面也存在着明显的差异。”

尽管脑的大小不同,研究人员发现灵长类动物在脑部16个区域的基因表达有惊人的相似之处,甚至在前额叶皮层——这是人类区别于其他猿类的高阶学习场所。然而,这项研究表明,最具人类特定基因表达特征的大脑区域是纹状体,这是一个与运动有关的区域

甚至在小脑——这个脑部中进化上最古老的区域之一、最有可能在物种间共享相似之处,也有明显的差异。研究人员发现了一种基因——ZP2单单在人类的小脑活跃。研究人员说令人吃惊的是,因为该基因已经被确定和人类卵子对精子的选择相关。

研究人员还专注于一个基因——TH,它参与多巴胺的产生。多巴胺是一种神经递质,对高阶功能至关重要。患有帕金森氏症的人该基因出现问题。他们发现,TH在人类的新皮层和纹状体中大量表达,但在黑猩猩的大脑皮层没有表达

Sousa说:“在新皮层该基因的表达可能是在共同祖先中丢失,而在人类谱系重新出现的。”

研究人员还发现:与其他灵长类动物相比,人类前额叶皮层中与自闭症谱系障碍相关的基因表达水平更高。

参考资料

1) Molecular and cellular reorganization of neural circuits in the human lineage

2) Small but distinct differences among species mark evolution of human brain

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