研究人員在Science、Science Advances和Science Translational Medicine等期刊上發(fā)表了一系列包括21項(xiàng)研究的成果，詳細(xì)展示了人類和非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的大腦在細(xì)胞水平上的圖譜，這一圖譜前所未有地詳盡。研究團(tuán)隊(duì)的共同努力揭示了3,000多種人類大腦細(xì)胞類型，揭示了人類與其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物的差異之處。這種以前所未有的細(xì)節(jié)了解人類大腦將有助于確定特定突變對(duì)哪些細(xì)胞類型影響最大，以及導(dǎo)致神經(jīng)疾病的根本原因。此外，這將有助于更深入地理解我們作為一個(gè)物種的本質(zhì)。

這些研究詳細(xì)描述了人類大腦和非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦中細(xì)胞的異常復(fù)雜多樣性，研究鑒別了細(xì)胞組織和基因調(diào)控在人類大腦和非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦中的相似之處和不同之處。

這項(xiàng)研究工作是美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）的“大腦通過(guò)創(chuàng)新性神經(jīng)技術(shù)推進(jìn)研究”（BRAIN Initiative）的一部分，該計(jì)劃始于2014年。這個(gè)系列研究是美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的BRAIN Initiative細(xì)胞普查網(wǎng)絡(luò)（BICCN）計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃于2017年啟動(dòng)。這項(xiàng)研究是首次將最初在小鼠中開(kāi)發(fā)并應(yīng)用的用于識(shí)別腦細(xì)胞亞型的技術(shù)應(yīng)用于人類大腦。

在這系列研究中，有三篇文章首次呈現(xiàn)了成年人大腦中細(xì)胞的圖譜，繪制了大腦的轉(zhuǎn)錄和表觀基因組的特征。

另一篇研究比較了人類大腦和幾種非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦（黑猩猩、大猩猩、獼猴和卷尾猴大腦）的細(xì)胞和分子特性，發(fā)現(xiàn)人類大腦和非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦皮層中的細(xì)胞類型、比例和空間組織存在明顯的相似性。對(duì)不同物種皮層細(xì)胞的基因表達(dá)的研究表明，人類演化中基因表達(dá)的相對(duì)小幅變化導(dǎo)致了神經(jīng)連線和突觸功能的變化，這可能是人類大腦擁有更大可塑性的原因，從而支持了人類大腦適應(yīng)、學(xué)習(xí)和變化的能力。

一項(xiàng)研究探討了卷尾猴不同腦區(qū)細(xì)胞的特性，發(fā)現(xiàn)成年大腦中的細(xì)胞性特性與發(fā)育期的細(xì)胞特性存在聯(lián)系。這一發(fā)現(xiàn)表明，發(fā)育期編程是在細(xì)胞形成時(shí)嵌入的，一些在成年時(shí)可觀察到的細(xì)胞特性可能早在生命的早期就已經(jīng)形成并保持不變。

對(duì)大腦新皮質(zhì)外層神經(jīng)元的解剖學(xué)和生理學(xué)的探索揭示了人類大腦與小鼠大腦之間的差異，這表明這一腦區(qū)可能是進(jìn)化的熱點(diǎn)，人類的變化反映了對(duì)調(diào)控更為復(fù)雜大腦電路的更高需求，包括認(rèn)知、運(yùn)動(dòng)指令和語(yǔ)言。

此外，來(lái)自Science Advances的一組研究論文中，還涵蓋了一系列主題，如人類快速抑制性神經(jīng)元的研究，以及早期炎癥對(duì)人類大腦發(fā)育的影響。研究發(fā)現(xiàn)，炎癥主要影響了抑制性神經(jīng)元的兩個(gè)亞型，包括普金耶神經(jīng)元和高爾基神經(jīng)元。

總的來(lái)說(shuō)，這些研究代表了在細(xì)胞層面深入了解人類大腦復(fù)雜性的一項(xiàng)重大進(jìn)展，以及它對(duì)腦科學(xué)各個(gè)方面的影響。

編輯：王洪

排版：李麗