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ScienceDaily · Psychology·· 19 小时前AI 评分22

德国灵长类中心研究揭示普通狨猴大脑为何少褶皱

Scientists discover a surprising secret behind the human brain’s wrinkles

内容导读

德国灵长类中心(DPZ)研究人员用人类与普通狨猴细胞培育的脑类器官比较发现,狨猴某些神经祖细胞分裂更慢、结构更简单、快速增殖期更短,共同导致神经元数量减少,形成更小、更平滑的皮层。研究还确定培养50天的狨猴脑类器官对应自然狨猴脑第90天的发育阶段,成果发表于《Science Advances》。

中文解读

一个反例:几乎光滑的猴脑

多数灵长类的大脑体积较大且表面布满沟回,人类大脑的褶皱尤其密集,这为数十亿神经元腾出了空间。普通狨猴(Callithrix jacchus)却是例外:这种原产南美、在生物医学研究中日益重要的小型猴,大脑几乎看不到褶皱。德国灵长类中心(DPZ)的研究团队想弄清,细胞层面发生了什么,让它的脑子长得更小、更平。

不是单一原因,而是几处差异叠加

研究团队用人类和普通狨猴细胞分别培育脑类器官,重点观察负责生成神经元的神经祖细胞。他们发现狨猴的皮层变小变平并非某一处发育改变所致:部分祖细胞分裂明显慢于人类,另一些祖细胞结构更简单、突起更少,因而增殖能力更弱;此外,狨猴祖细胞能够快速增殖的总体时间窗口也比人类短。分裂变慢、结构简化与窗口缩短共同压低了神经元产量。

类器官与真实脑的时间对照

研究很大程度依赖脑类器官——由细胞培育出的三维微型结构,可再现早期脑发育的重要特征,并支持在多个样本上比较关键过程的时间。研究负责人Michael Heide表示,类器官便于获得统计学上稳健的结果,因为这样的样本量在灵长类身上不可行;团队随后在胎儿脑组织中重复了部分关键实验以验证。一个关键发现是:培养50天的狨猴脑类器官,大致对应自然狨猴脑第90天的发育阶段。确立这一对应关系,才使类器官结果与真实脑的比较更有依据。

对理解脑演化与发育疾病的意义

这些结果提示,脑构建细胞在行为和发育时序上的相对小差异,可能足以造成灵长类之间脑体积与褶皱程度的显著不同,也为解释灵长类脑形态的多样性提供了线索。作者同时指出,研究结论来自类器官与有限胎儿组织的结合,其意义在于理解发育机制;至于对人类脑发育障碍的帮助,原文只表述为“可能最终增进理解”,尚非已证实的临床应用。

来源:ScienceDaily · Psychology · sciencedaily.com