人类认知和大脑疾病的起源

　　

来自美国国立卫生研究院(NIH)的研究人员使用计算建模来揭示人类基因组中可能影响人类认知进化的突变。这项开创性的人类基因组学研究可能会让人们更好地了解人类健康，并发现治疗复杂大脑疾病的新疗法。这项研究将发表在《Science Advances》杂志上。

人类认知是人类进化的一个决定性特征，使我们与其他灵长类动物区别开来。自人类与黑猩猩分裂以来，尽管有超过1亿的突变，但只有一小部分被发现是显著的。为了探索基因组变化的广阔前景，来自美国国家医学图书馆(NLM)和美国国家癌症研究所(NCI)的研究人员创建了一个人类大脑基因调控的人工智能(AI)模型。该模型确定了数千个可能影响新皮层发育的突变，并通过改变大脑基因调节机制促进数学能力的获得。

2001年人类基因组测序时，研究人员了解到，我们基因组中只有2%的序列用于编码基因，这些基因反过来又转化为蛋白质。这是每个细胞使用的序列信息。另外98%的DNA(通常被称为“非编码DNA”)的功能仍然相对未知。据信，95%的疾病关联隐藏在我们基因组的这些非编码部分中。

NLM校内研究项目计算生物学分支的高级研究员Ivan Ovcharenko博士的研究小组与NCI癌症研究中心的高级研究员Sridhar Hannenhalli博士的研究小组合作，创建了一个AI模型，测量非编码基因组突变对人类大脑功能和发育的影响。这导致了一组非编码突变的识别，破坏大脑调节通路，并可能导致各种复杂的大脑疾病，包括自闭症。

“在人类基因组的非编码DNA海洋中，存在着对调节人类基因至关重要的宝岛，”Ovcharenko博士说。“这些区域的突变在很大程度上是良性的，但有一类突变会对大脑调节区域的功能产生不利影响，并影响那里的细胞活动。通过能够解决个体突变的影响，我们正在朝着理解复杂疾病和失调的机制前进，并为开发新的治疗方法铺平道路。”

根据研究作者的说法，人类基因组学的这项基础工作很可能对人类健康产生长期影响，并推动对人类大脑复杂本质的研究。

De novo human brain enhancers created by single-nucleotide mutations