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人和猿大腦發育差異在哪?人腦神經元發育速度更慢
2019-10-17 09:06:21 來源:中新網-  作者:
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  科技日報北京10月16日電(記者張夢然)英國《自然》雜志16日發表的一項腦科學研究,瑞士科學家團隊報告了對人腦發育以及該過程與其它大猿腦發育差異的最新認識。最新研究揭示了人類所特有的腦發育特征,並描述了這些過程與其它靈長類腦發育的分化,破解了人們對這一發育過程的理解難題。

  巨大的腦部是人類的典型特征。人類的腦可以算是動物王國裡眾多組織中最復雜的器官,甚至部分科學家宣稱大腦是已知最復雜的物體。

  實際上,人類腦部相當多區域原本具有與我們的靈長類動物親屬非常相似的分子特征,但是,人類從黑猩猩和其它大猿分化以來,人腦發生了巨大的變化。不過,這種分化背後的遺傳和發育過程,一直以來都未得到充分理解。

  研究人腦的科學家認為,用誘導性多能乾細胞培育而成的腦類器官(大腦樣組織),為實驗室的腦發育演化研究提供了可能。

  鑒於此,瑞士蘇黎世聯邦理工學院科學家芭芭拉·特魯特雷恩及其同事,通過多能乾細胞的發育過程對人乾細胞來源的腦類器官進行了為期4個月的研究,試圖發現人特異性基因調控變化。

  研究團隊隨後又研究了黑猩猩和獼猴的腦類器官,進而理解人的類器官發育有哪些不同。

  在相同的發育節點上,科學家發現在大猩猩和獼猴的類器官中,可以觀察到比人的類器官中更為顯著的皮質神經元特異性。這表明人類的神經元發育比另外兩種靈長類動物的速度要慢。

  研究人員認為,他們的數據為進一步認識人類和黑猩猩腦發育的不同基因調控機制提供了資源。

  人類大腦和顱骨獨立發育

  科技日報北京10月16日電(記者顧鋼)人類的大腦約為猿的3倍,這不完全是因為人腦與猿腦結構進化不同所致,例如,人會說話或制作工具。正如蘇黎士大學人類學家最新研究表明的那樣,人腦在進化過程中的這些變化與顱骨的變化沒有相互關系,而是獨立發育。

  研究人員一直在研究人類大腦和顱骨之間的關系,以及它們在人類進化過程中如何相互作用。人的大腦就像水族館中的魚一樣漂浮在充滿液體的顱骨中,並幾乎完全充滿。大腦是中樞神經中最大和最復雜的結構,也是調節人機體功能的器官,是意識、精神、語言、學習、記憶和智能等高級神經活動的物質基礎。大腦半球表面呈現不同的溝或裂。溝裂之間隆起的部分叫腦回。科學家希望通過人與黑猩猩的對比研究,找到大腦與顱骨之間的關系。

  瑞士蘇黎士大學人類學研究所的何塞·沃倫用計算機斷層掃描和核磁共振來分析人和黑猩猩的成像數據。兩種成像技術的結合,使他能夠一方面量化大腦溝裂與腦回體之間的空間關系,另一方面量化顱骨縫隙之間的空間關系。分析結果表明,人腦和顱骨結構之間的特征空間關系與黑猩猩的特征空間關系明顯不同。人類在進化過程中,大腦和顱骨同時進化,但彼此基本獨立。

  進一步的研究顯示,人類與復雜的認知任務,例如語言、社交行為、思維方式或手動敏捷度相關的大腦結構在進化過程中已顯著變化,這在人類特征性的額葉變化中變得非常明顯。但是大腦內部的這種重組,對平行於顱骨的重塑沒有影響。研究發現起決定性的是兩條腿直立行走,為了改善頭部在脊柱上的平衡,在人類進化的過程中,顱骨底部的脊髓開口已經向前移動。諸如此類的顱骨變化對大腦結構的發育沒有影響,而步態直立對人類大腦結構變化起到了關鍵作用,這也是人類進化過程中與黑猩猩的最大不同。

責任編輯:連冬雪
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