灵长类动物——人类、类人猿和猴子——大脑之间的差异很小，但很显著

　　

   

   

研究人员分析了四种关系密切的灵长类动物的前额叶皮层(每个大脑阴影区域)细胞的遗传物质，以表征细胞类型和遗传的微妙差异。    

虽然人类和非人类灵长类动物之间的生理差异非常明显，但一项新的研究表明，它们的大脑可能非常相似。然而，最小的变化可能会在发育和精神障碍方面产生巨大的差异。

了解使人类大脑与众不同的分子差异可以帮助研究人员研究其发育过程中的干扰。最近发表在该杂志上的一项新研究科学由威斯康星大学麦迪逊分校神经科学教授Andre Sousa组成的团队，研究了人类和黑猩猩、恒河猴和绒猴等非人类灵长类动物的前额叶皮层细胞的异同。前额叶皮层是大脑最前面的区域，在高级认知功能中起着核心作用。

这些物种之间的细胞差异可能会揭示它们进化的步骤，以及这些差异是如何与人类出现的自闭症和智力障碍等疾病有关的。Sousa在威斯康星大学麦迪逊分校的Waisman中心研究大脑发育生物学，他决定与耶鲁大学实验室合作，从研究和分类前额叶皮层的细胞开始，他在那里担任博士后研究员。

“我们正在分析前额叶皮层的背外侧，因为它特别有趣。这个皮层区域只存在于灵长类动物中。它在其他物种中不存在，”Sousa说。“它与高认知方面的几个相关功能有关，比如工作记忆。它还与几种神经精神障碍有关。所以，我们决定进行这项研究，以了解人类在这一大脑区域的独特之处。”

Sousa和他的实验室从人类、黑猩猩、猕猴和绒猴的组织样本中收集了60多万个前额皮质细胞的遗传信息。他们分析了这些数据，将细胞分类，并确定不同物种中相似细胞的差异。不出所料，绝大多数细胞是相当相似的。

“大多数细胞实际上非常相似，因为这些物种在进化上相对接近，”Sousa说。

Sousa和他的合作者在前额叶皮层发现了五种细胞类型，而这四种物种都没有。他们还发现了不同物种中某些细胞类型的丰度以及相似细胞群的多样性的差异。当把黑猩猩和人类进行比较时，从他们的外表到大脑的能力，差异似乎是巨大的。但在细胞和基因层面上，至少在前额叶皮层，相似之处很多，不同之处很少。

“我们的实验室真的很想知道人类大脑的独特之处。显然，从这项研究和我们之前的工作来看，至少在灵长类动物中，大部分实际上是相同的，”Sousa说。

研究人员发现的细微差异可能是确定其中一些独特因素的开始，这些信息可能导致在分子水平上揭示发育和发育障碍。

“我们想知道在人类和其他灵长类动物的进化分裂后发生了什么，”Sousa说。“这个想法是，你在一个基因或几个基因中发生了突变，这些基因现在有轻微不同的功能。但是，如果这些基因与大脑发育有关，例如，产生多少特定的细胞，或者细胞如何连接到其他细胞，它是如何影响神经回路和它们的生理特性的?我们想了解这些差异是如何导致大脑的差异，然后再导致我们在成年人身上观察到的差异。”

这项研究的观察是在成人大脑发育完成后进行的。这意味着这些差异可能发生在大脑发育过程中。因此，研究人员的下一步是研究发育中的大脑样本，并将他们的调查范围扩大到前额叶皮层以外，以潜在地发现这些差异产生的时间和地点。希望这一信息将为发展障碍的研究提供一个更坚实的基础。

“我们能够做非凡的事情，对吧?”我们正在研究生命本身、宇宙以及更多的东西。当你环顾四周时，你会发现这真的很独特，”Sousa说。“如果我们有这些独特的能力，那一定是大脑中的某种东西，对吗?大脑中有某种东西可以让我们做所有这些事情，我们真的很想知道它是什么。”