2021年09月10日 星期五
人类与非人灵长类大脑不对称为何存在差异
新“十万个为什么”

    与非人灵长类动物相比,人为何成为人?一直是学界长期关注的问题。

    中国科学院自动化研究所脑网络组研究中心联合电子科技大学生命科学和技术学院,利用脑网络组图谱思路,绘制出灵长类大脑顶下小叶跨物种脑连接图谱,并研究揭示人类与非人灵长类顶下小叶不对称性的进化差异。

    据中新社报道,这项重要研究进展既为人类语言和工具使用的起源与演进提供新的线索,也为阐明“人类为什么成为人类”的本源研究提供了新证据。该成果论文近期已在国际学术期刊《电子期刊·生命科学》发表,中科院自动化所蒋田仔和樊令仲研究员为共同通讯作者,电子科技大学博士生程禄祺为第一作者。

    蒋田仔介绍说,与现存的非人灵长类动物例如猴和猿相比,人类在很多高级认知功能方面具有显著优势,尤其是语言和复杂工具使用的能力,这可能构成“人之所以为人”的基础。为解决“人为何成为人”这一长期悬而未决的问题,可通过解析和比较人类与其他非人灵长类动物脑结构和功能上的差异性和相似性,来部分回答和阐释这一难题。

    程禄祺说,科研团队首先利用磁共振成像技术获得人类、黑猩猩,以及猕猴的结构磁共振和弥散张量磁共振成像数据,并以语言和工具使用最相关的顶下小叶为研究对象,通过结构磁共振成像分析3种灵长类顶下小叶结构上的不对称性。结果显示,在黑猩猩和人类中发现相似的结构不对称性,但在猕猴中未发现类似模式,这说明顶下小叶结构分离出现在3个物种的共同祖先之后,而在黑猩猩和人类共同祖先之前。

    研究人员进一步利用弥散磁共振成像,绘制出人类、黑猩猩和猕猴顶下小叶的亚区尺度的脑连接图谱,发现在3个灵长类物种间,脑解剖连接模式的不对称性呈现梯度式的进化模式,即与人类亲缘关系较远的猕猴中没有脑连接的不对称,但在与人类亲缘关系较近的黑猩猩中开始出现脑连接的不对称,而且这种不对称性在人类大脑中更加广泛。

    樊令仲表示,中科院自动化所科研团队绘制跨物种脑网络组图谱是推动非人灵长类动物模型到人类大脑研究的桥梁,这不但是破译人类大脑特有高级认知功能的一个重要突破口,也对建立重大脑疾病的非人灵长类动物模型、深入研究人类脑疾病的致病机制等,具有重要的科学和临床意义。 (孙自法)  

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