是什么让我们成为人类?根据神经生物学家的说法，它是我们的新皮质。大脑的外层富含神经元，让我们能够进行抽象思维、创造艺术和讲复杂的语言。德累斯顿工业大学德累斯顿再生治疗中心(CRTD)的MareikeAlbert博士领导的一个国际团队发现了一个可能有助于人类新皮质扩张的新因素。该研究发表在EMBO杂志上。

新皮质是大脑特有的折叠外层，类似于核桃。它负责更高的认知功能。CRTD研究组组长艾伯特博士说：“新皮质是大脑最新进化的部分。”“所有哺乳动物都有新皮质，但其大小和复杂性各不相同。人类和灵长类动物的新皮质有褶皱，而小鼠的新皮质完全光滑，没有任何折痕。”

人脑的褶皱特征增加了新皮质的表面积。人类新皮质有更多数量的神经元来支持复杂的认知功能。

驱动新皮质进化的分子机制仍然很大程度上未知。“哪些基因导致新皮质大小的物种间差异?哪些因素导致人类大脑扩张?回答这些问题对于了解人类大脑发育和潜在解决心理健康障碍至关重要，”阿尔伯特博士解释道。

大脑类器官的力量

为了寻找影响大脑扩张的因素，阿尔伯特研究小组比较了小鼠和人类发育中的大脑。“与灵长类动物相比，小鼠的干细胞分裂较少，产生的神经元也较少。而另一方面，人类在发育中的大脑中拥有大量的干细胞。这种高度扩展的干细胞库是神经元数量和大脑大小的增加，”阿尔伯特博士解释道。

研究小组发现了一种存在于人类但不存在于小鼠体内的因子。研究小组利用3D细胞培养技术测试了新发现的因子是否会影响新皮质的扩张。“得益于2012年诺贝尔奖获得者的研究，可以将任何细胞转化为干细胞。然后，这样的干细胞可以转化为类似于器官的三维组织，例如大脑。人类干细胞使得直接研究人体组织的发育和疾病成为可能。”Albert博士解释道。

对于未经训练的人来说，这些3D大脑培养物或大脑类器官可能与大脑并不相似，但它们模仿了发育中大脑的细胞复杂性。“发育中的大脑的大多数细胞类型都存在。它们相互作用、发出信号，并且与实际人类大脑中的排列类似，”阿尔伯特博士说。

使用3D大脑类器官，该小组能够证明一种称为表皮调节蛋白的生长因子确实可以促进发育中的大脑中干细胞的分裂和扩张。

所有关于金额

“知道上皮调节蛋白驱动人类新皮质干细胞的扩张，我们回顾了编码上皮调节蛋白的基因，并试图通过进化树追踪它，”该研究的主要作者、CRTD的博士生保拉·库比洛斯(PaulaCubillos)说。该基因并非人类独有，也存在于其他灵长类动物甚至小鼠体内。

“然而，发育中的小鼠大脑不会产生上皮调节蛋白，因为该基因被永久关闭并且不被使用。我们很想了解上皮调节蛋白在人类和其他灵长类动物中的作用方式是否存在任何差异，”库比洛斯解释道。

研究人员再次转向3D培养技术。研究人员利用大猩猩干细胞生成了大猩猩大脑类器官。“大猩猩是濒临灭绝的物种。我们对它们的大脑发育知之甚少。由干细胞制成的类器官提供了一种在不与该物种相互作用的情况下研究它们大脑发育的方法，”阿尔伯特博士说。

通过比较上皮调节蛋白在人类和大猩猩大脑类器官中的作用，研究小组发现，在大猩猩大脑类器官中添加上皮调节蛋白可以进一步促进干细胞的扩增。然而，在人脑类器官中添加更多的上皮调节蛋白并没有产生相同的效果。这可能是因为人类新皮质已经得到了很大程度的扩张。

“与之前确定的因素不同，上皮调节蛋白本身似乎并不是人类独有的。相反，生长因子的数量似乎是物种间差异的关键调节因素，”艾伯特博士总结道。

这项研究不仅增进了我们对人类独特性的理解，还强调了为动物研究提供道德和非侵入性补充的新技术的重要性。

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