大脑发展路径的变化使人体大脑独特

人类的大脑和人类认知能力如何在不到六百万年中发挥的长期困惑的科学家。中国和德国科学家们进行了一项新的研究，并在12月6日出版的在线开放式期刊PLOS生物学现在通过表明，与黑猩猩和猕猴在发育过程中的人脑中的基因的活动水平变化，提供了可能的解释。更重要的是，这些变化可能是由少数称为MicroRNAS的关键调节分子引起的。

作者研究基因活动在人类，黑猩猩和猕猴的寿命。从新生儿开始，他们调查了两个脑区;头脑，负责电机活动和前额叶皮质，其具有更复杂的行为，如社交互动或抽象思维。他们首先研究了在所有年龄段的物种之间的简单基因活性差异。虽然许多基因表明了这种简单的差异，但人类和黑猩猩之间的这些差异的数量没有差异进化谱系。此外，在研究的两种大脑区域中观察到这些差异中的大部分，并且所涉及的基因没有被认为专门参与其中脑功能。在Mehmet Somel的看法中，研究的主要作者，这些差异代表了进化的“白噪声”，对人类脑进化几乎没有重要。

然后，作者寻找开发过程中基因活动的变化，比较新生儿和成人基因的活性。一般来说，脑发育模式往往在人类中往往非常相似，其他灵长类动物，甚至小鼠。然而，作者发现，对于数百个基因，人类展示了独特的发育模式，具有不同的曲线形状和/或从黑猩猩和猕猴中发现的曲线。这种人体特异性发育基因活动模式在前额叶皮质中特别普遍普及，其中基因显示人的特异性变化超过基因的数量，均以4倍的含有黑猩猩特异性的变化。通过对比度，小脑中的发育模式较少的人体特异性得多。此外，已知许多展示前额叶皮质中这些人特异性模式的基因具有特异性神经功能，暗示在人类认知发展中的作用。

寻找在人权前额定皮层中这种广泛发育重塑的可能原因，作者偶然发现了意想不到的信号。编码microRNA的基因的发育模式（靶向许多其他基因和过程的微小但强大的调节剂）表现出更多的人体特定变化前额外的皮质而不是普通基因中的可比发育模式。MicroRNA活性的几种变化可以与其靶基因的活性的人体特异性变化直接相关。由于每种MicroRNA可以调节数百个其他基因的活性，因此该发现提供了对人脑发育期间数百个基因（以协调的方式）改变其活动模式的可能解释。

该结果进一步意味着人类认知能力的演变可能会追溯到关键发育调节剂中的少量突变。该研究的高级作者Philipp Khaitovich表明“识别使我们认为和行动的确切遗传变化可能比我们以前想象的更容易”。这说，它可能需要更多的工作，重点是大脑发育的动态和更广泛地使用转基因小鼠，甚至灵长类动物模型。

此外，作者指出，关键的人体特异性DNA突变的鉴定可以帮助我们确定Neanderthals的认知能力对我们的密切相关。“如果尼安德特人的大脑发展类似于黑猩猩和猕猴，难怪他们在遇到现代人类面对时灭绝，“Mehmet Somel说。

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