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研究确定了人类大脑特有的特征

开心的月饼 2023-08-11 08:56:50 健康养生

由德克萨斯大学西南医学中心的一个团队领导的研究人员已经确定了大脑的细胞和分子特征,这些特征将现代人类与其最近的灵长类亲戚和古代人类祖先区分开来。该研究结果发表在《自然》杂志上,为人类大脑进化提供了新的见解。

研究确定了人类大脑特有的特征

“大多数关于人类大脑的进化研究都集中在神经元上,因为这种细胞类型被认为负责我们的智力和增强的认知能力。这项研究让我们对参与大脑功能的其他细胞以及它们所发挥的作用有了新的认识。研究负责人、UT西南大学PeterO'DonnellJr.脑研究所成员、神经科学教授GenevieveKonopka博士说。

科诺普卡博士解释说,自古以来,人们一直好奇是什么赋予了人类其他动物所没有的能力,例如言语和语言。之前的一系列研究试图通过检查大脑解剖结构或对整个大脑或切片进行遗传或分子研究来回答这个问题,这些实验一次提供数千个细胞的视图。

科诺普卡博士和她的同事们推测,通过在细胞水平上观察大脑特征,可以收集到更多信息,而这一壮举只能归功于最新的技术进步。在这项研究中,Konopka实验室的研究人员,包括主要作者和奥唐纳大脑研究所神经科学家培训计划研究员EmreCaglayan,BS,与乔治华盛顿大学、埃默里大学和加州大学圣巴巴拉分校的同事一起,重点关注后扣带皮层的布罗德曼23区(BA23)。BA23也是默认模式网络的一部分,默认模式网络是一个相互关联的区域复合体,当大脑处于清醒休息状态时,这些区域仍然保持活跃,并且与精神分裂症有关。

研究人员并没有将BA23作为一个整体来看待,而是使用了一种称为单核RNA测序的相对较新的技术来研究组成该区域的细胞类型,比较来自人类、黑猩猩和恒河猴的样本。他们发现,与非人类灵长类动物相比,人类拥有更大比例的少突胶质祖细胞(OPC),这是一种已知为神经元提供支持和绝缘的细胞的前体,并且越来越多地参与调节大脑回路。此外,兴奋性神经元的两种亚型(通过电脉冲共享信息)在人类中显示出FOXP2基因的表达增加,FOXP2是一种参与与言语和语言相关的大脑发育的蛋白质。

在另一项实验中,研究人员将现代人类的DNA与古代人类亲戚尼安德特人和丹尼索瓦人的DNA进行了比较。他们不仅研究了遗传密码的差异,还研究了这些差异是否发生在细胞机制调节基因表达的基因组区域。他们的研究发现了人类与其远古亲戚之间在功能上存在差异的数十个基因,特别是在BA23上层的兴奋性神经元中,这可以在未来的研究中为人类大脑进化提供更多见解。

科诺普卡博士说,这些发现为理解人类大脑如何发展其独特的能力(使人类有别于其他物种)提供了路线图。

科诺普卡博士是自闭症研究方面的JonHeightn学者,并担任自闭症谱系障碍研究的汤森特聘教授。其他对这项研究做出贡献的UTSW研究人员包括博士后研究员YuxiangLiu博士和研究生RachaelVollmer学士和EmilyOh学士


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