新的研究表明,与猴子和老鼠相比,人类大脑生长所需的初始细胞可能更少
来自牛津大学和卡迪夫大学的团队使用了数学模型来重新制定作为初始化细胞的脑部发育的复杂过程,否则被称为祖细胞,开始生长并开始在各个点分化为更多的专业细胞及时。
通过将这一实验现实的模型应用于小鼠,猴子和人类,所有这些都使用大致相同类型的原材料来开发一个大脑,团队确定了分离了三种哺乳动物中的每一个的不同脑发展策略。
特别是,这些方程考察的是祖细胞将要么将更多的祖细胞或神经元分开。然后将方程与来自小鼠,猴子和人类的现实实验数据相关联,并在大脑开始发展之前预测祖细胞的原始群体。
结果表明人类的大脑与小鼠和猴子相比,可能从较少的原材料中发展,这令人惊讶的是,鉴于人类大脑比鼠标更复杂。
实际上,人类大脑中的脑皮层是对语言,记忆和运动等高认知功能负责的负责约为160亿个神经元 -脑皮质小鼠含有约1400万神经元。
同样,老鼠的大脑重约400毫克,而人类的大脑重约150万毫克。
有趣的是,当把猴子的大脑和老鼠的大脑进行比较时,结果显示,猴子的大脑从更多的初始细胞发展而来,导致了更大的大脑的产生。
该团队提出,随着人类的大脑已经形成和雕刻通过超过5亿多年的进化,它已经能够开发更具战略性的方式,可以利用更少的创造复杂结构细胞。
在进一步的研究中,团队希望利用他们的数学模型来阐明这些策略如何通过进化,潜在更重要的是,了解疾病,在那里实现不同的大脑策略,例如精神分裂症,癫痫和癫痫Zika病毒诱导微微术。
卡迪夫大学数学学院的托马斯·e·伍利博士说:“这个项目确实将数学家和生物学家的互补优势结合到了一起。特别是,数学强调了接下来最重要的实验步骤。”
从牛津大学的Noemi Picco博士说:“产生更大的大脑我们可以在更长的时间内伸展开发,或者采用完全不同的发育计划,以在可用的时间内更有效地生产神经元。
“似乎人类采用了第一个解决方案,因为我们的妊娠期比鼠标长得多,而不是从更多原料开始。”
“虽然这个论点只是推测性的,但这项研究提出了另一种可验证的假设,为未来的实验研究奠定了基础。”
牛津大学生理、解剖和遗传学系的Zoltán Molnár教授说:“这个模型帮助我们认识到,我们目前对大脑皮层发育的比较方面所知甚少。”我们拥有的一些数据不足以对更复杂的问题进行建模大脑发育和演化。我们正计划组建一个国际合作团队,为未来的模型提供数据。”
结果已在期刊上发表脑皮质该研究由牛津大学、卡迪夫大学和阿丘卡罗巴斯克神经科学中心的数学家和神经生物学家组成。
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