人類擁有大容積大腦的新途徑

【字體: 時間:2001年09月13日 來源:

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真正將人類與其它動物分離開的是我們容積超大的大腦,而不是直立行走或者靈活的拇指。但是建立一個更大的大腦在進化上是一個困難。除了必須產生更多的神經元和其它大腦細胞以外,所有這些細胞還必須以某種方式正確地連接起來,F在研究者們報告說,很明顯僅僅在人類而不是其它物種當中,一些發育中大腦內的神經元沿著一條意料之外的途徑進行遷移。這種旁路使它們連接到大多數增加的,最新產生的人類大腦部分,并為其服務。這些大腦部分參與更高級別的功能,如記憶和解決問題。

紐約大學發育神經生物學家Gord Fishell評論說:“令人興奮的是,研究鑒定到人類大腦發育發式的一個根本性差異!彼f,神經科學家們仍然不知道人類大腦的什么特點使其比其它靈長類動物的大腦要復雜。他說,在今年九月出版的Nature Neuroscience上描述的一個新發現的途徑可能可以解釋其中的一些差異,而且可以讓研究者們研究構建一個人類大腦的關鍵性分子。

耶魯大學的發育神經生物學家Pasko Rakic與他知道的研究生Kresimir Letinic共同進行了這項研究,稱神經元的這種途徑為“非法移民”。端腦是發育中神經系統的一部分,最終發育成為大腦中最復雜部分,即處理問題,社會關系和記憶時發揮重要作用的部分。正常情況下,來自端腦的細胞不會與來自間腦的細胞混雜起來,間腦發育成為較不高級的結構,如下丘腦和視神經。其他神經解剖學家尚未有人報道過神經元可以打破這兩個區域之間,在理論上存在的障礙。當Letinic和Rakic研究胚胎猴和小鼠大腦時,他們發現,與預測的一致,兩個區域之間并不存在交叉連接。但是當該研究組對捐贈給大腦庫的墮胎組織——人胚胎大腦切片進行染色和研究時,發現了一串細胞從端腦向間腦遷移。

這些任性的神經元到達丘腦,這是一個將信號分配到大腦皮層的中繼站。盡管間腦仍然構成丘腦的大部分,加入的端腦細胞特異地構成了丘腦中負責將信號傳遞到大腦額葉和負責更高水平認知活動的皮層區的部分。包括傳遞感覺信息和內在產生的信息,如在下丘腦進行加工的感情反應。加州大學Davis分校的神經科學家Edward G. Jones“不與丘腦中這部分進行相互作用,額葉不能發揮功能!毙碌陌l現表明“在大腦皮層進行擴展的同時,丘腦中進行著促進皮層活動新結構的建立!

為了試圖發現丘腦是如何召集端腦細胞的,研究人員進行了胚胎神經元的實驗室培養。他們發現人的丘腦發送出“到這兒來”的信號,人的端腦細胞對此反應靈敏,從而在培養皿中朝向丘腦遷移。相反,小鼠的端腦細胞則被小鼠的丘腦所排斥。耶魯大學的這個研究組尚未鑒定到指揮神經元遷移的分子。但是如果研究人員可以破譯那些分子訊息,這些發現可能有助于進一步解釋人類大腦的容量是如何超過其它物種的。

——摘譯自Science Volume 293, Number 5536, Issue of 7 Sep 2001, pp. 1746-1747.

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