科学新研究人脑和猴脑最初差异很小,人

此前有研究发现,猴子的智商相当于3到4岁人类儿童的智商,甚至一些聪明的灵长类动物,其智商可以跟8到10岁的人类儿童不相上下。问题来了,同是灵长类,为什么人类成为了主宰地球的智慧物种,猴子只能在森林里游荡?

对于这个问题,最近发表在《科学》(Science)杂志上的一项新研究或许可以为我们寻找答案提供新的思路。虽然人类和其他灵长类动物的身体差异非常明显,但这项新研究表明,人类和其他灵长类的大脑可能非常相似,然而,大脑的一点点细微的变化,可能会让人类在身体发育和精神方面产生巨大差距,进而让人类拉开差距,成为万物之灵。

了解使人脑与众不同的分子差异,可以帮助研究人员研究人类发育过程中的一些干扰因素。威斯康星大学麦迪逊分校的神经科学教授安德烈·索萨(AndreSousa)等团队最近研究了前人类和多种灵长类动物(黑猩猩、恒河猴和狨猴)的额叶皮层(大脑最前端区域)细胞的差异和相似性。

这些物种之间的细胞差异可能揭示了它们在进化过程中发生了哪些变化,以及这些差异如何与人类的自闭症和智力障碍等疾病有关。索萨教授在华盛顿大学麦迪逊分校怀斯曼中心研究大脑发育生物学,他与耶鲁大学实验室合作,研究灵长类前额叶皮层的细胞并对其进行分类。

索萨教授说:“我们正在分析多种灵长类的背外侧前额叶皮层,它特别有趣。这个皮层区域只存在于灵长类动物中。其他物种不存在。它与高认知方面的一些相关功能有关,如工作记忆,也与一些神经精神疾病有关。因此,我们决定进行这项研究,以了解人类在这个大脑区域的独特之处。”

索萨教授和他的实验室团队从人类、黑猩猩、猕猴和狨猴的组织样本中收集了60多万个前额叶皮层细胞的遗传信息。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。毫不奇怪,绝大多数细胞都相当相似。“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,”索萨教授说。

然而,研究人员发现某些细胞类型的丰度以及物种间相似细胞群体的多样性存在差异。当将黑猩猩与人类进行比较时,从它们的外表到大脑处理信息的能力,差异似乎很大。但在细胞和遗传水平上,至少在前额叶皮层,相似之处很多,不同之处很少。

索萨教授说:“我们真的想知道人脑的独特之处,很明显,从这项研究和我们之前的工作来看,人脑和其他灵长类动物的大脑从大多数方面来看实际上是一样的。”研究人员发现的细微差异可能是确定某些独特因素的开始,这些信息可能会在分子水平上揭示发育和发育障碍。

研究人员想知道人类和其他灵长类动物进化分裂后发生了什么。索萨教授说:“我们的想法是,你在一个基因或几个基因中发生了突变,这些基因现在的功能略有不同。但如果这些基因与大脑发育有关,例如,某个细胞的数量多少,或者细胞如何与其他细胞连接,它如何影响神经回路及其生理特性?我们想了解这些差异是如何导致大脑发育的。大脑的差异,然后导致我们可以在成年人身上观察到的差异。”

研究发现,人脑的独特之处大部分出现在发育完成后,这意味着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来自发育中大脑的样本,并将其研究范围扩展到前额叶皮层以外,以深入探索这些差异的来源和时间,希望这些信息将为关于大脑发育障碍的研究奠定更坚实的基础。

“我们人类能够做出非凡的事情,对吧?我们正在研究生命本身、宇宙等等。当你环顾四周时,这真的是独一无二的,”索萨教授说道,“如果我们有这些独特的能力,那一定是大脑中的某种东西带来的,对吧?大脑中有某种东西可以让我们做到这一切,我们真的很想知道它是什么。”

这项研究为解决“为什么人类比其他动物聪明?”的问题提供了新的思路,找到了人脑和灵长类动物的大脑之间的一些微妙差异,这也许能为我们的未来开启无限的道路,比如增强大脑中的这些差异部分,会不会让人类更聪明?或者,调整其他灵长类的大脑,减少与人脑的差异,会不会让它们变得像人类一样聪明?



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