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人类为何主宰世界?也许是因为这种新型神经元

作者:白萱萱       发布时间:2018-08-31       

深圳子科生物(https://show.guidechem.com/zikerbio/)报道:在自然界中,人类的确是一种非常聪明的生物。正因如此,人类才从数百万种生物中脱颖而出,成为当今世界的统治者。那么,问题来了。人类的大脑与其他动物的大脑究竟有何不同?

在一项新近发表于《Nature Neuroscience》的研究中,科学家给出了一个可能的答案。在美国艾伦脑科学研究所的Ed Lein博士和匈牙利塞格德大学的Gábor Tamás博士的领导下,研究人员在人脑中发现了一种新型的细胞,之前未在小鼠或其他动物中发现。

Tamás博士和他的博士生Eszter Boldog将这些新细胞称为“玫瑰果神经元(rosehip neurons)”。在他们看来,每个脑细胞的轴突在细胞中心形成的轴突束就像吐露花瓣的玫瑰花(好有诗意!)。这些新发现的细胞属于抑制性神经元,控制其他神经元的活性。

这项研究并没有证明这种特殊的脑细胞是人类所独有的。不过,有意思的是,玫瑰果神经元不存在于小鼠等啮齿动物的大脑中,说明它们可能只存在于人类或灵长类动物的大脑中。

它是如何发现的?

在这项研究中,研究人员从两具捐献尸体中获取大脑组织样本。他们获得了皮层顶部的切片,这是大脑的最外层区域,负责人类意识以及我们物种所独有的其他许多功能。 相对于我们的体型而言,这一部分比其他动物大得多。同时,这也是大脑中最复杂的部分。

匈牙利的研究团队利用神经科学的经典方法,对细胞的形状和电学特性进行详细研究。艾伦研究所的团队则从基因表达的角度入手,了解人类脑细胞彼此之间的区别,以及与小鼠脑细胞的区别。

艾伦研究团队与J. Craig Venter研究所的研究人员合作,发现玫瑰果细胞开启了一套独特的基因,这种遗传特征是任何一种小鼠脑细胞都不曾有的。塞格德大学的团队则发现玫瑰果神经元与大脑皮层中的另一种锥体神经元形成突触。

艾伦脑科学研究所的资深科学家Rebecca Hodge博士表示,此研究综合了各种不同的技术来研究细胞类型,这在人类皮层研究中尚属首次。“这些技术结合在一起,告诉你细胞可能在大脑中如何发挥功能,”他说。Hodge博士也参与了这项研究。

它的功能如何?

玫瑰果神经元的独特之处在于它们只附着在细胞伴侣的一个特定位置,这意味着它们可能以一种非常特殊的方式控制信息流。

Tamás博士认为,如果将所有的抑制性神经元看成汽车上的刹车,那么玫瑰果神经元将让汽车停在特定的位置。比如,让车停在杂货店,而并非所有的汽车(或动物大脑)都有这种装置。

研究人员下一步打算在大脑的其他位置寻找玫瑰果神经元,并探索它在大脑疾病中的潜在作用。尽管他们还不知道玫瑰果神经元是否真的是人类特有的,但它们似乎并不存在于啮齿动物中,这是对实验室小鼠的又一次打击。一直以来,小鼠被认为是人类疾病的完美研究模型,特别是神经系统疾病。

“我们的大脑并不仅仅是扩大的小鼠大脑,”艾伦研究所的Trygve Bakken博士谈道。“许多器官都可以在动物模型中模拟。不过,让人类从动物王国中脱颖而出的是我们大脑的容量和输出。事实证明,人类很难在动物系统中进行模拟。”

原文检索:

Transcriptomic and morphophysiological evidence for a specialized human cortical GABAergic cell type

Nature Neuroscience (2018)


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