一项新的研究首次确定了人类大脑是如何变得更大的，杏2系列与黑猩猩和大猩猩的大脑相比，人类的大脑有三倍多的神经元。这项研究由英国剑桥大学医学研究委员会(MRC)分子生物学实验室的研究人员领导，确定了一个关键的分子开关，它可以使类人猿的大脑器官变得更像人类器官，反之亦然。

 

这项发表在《细胞》杂志上的研究比较了“大脑类器官”——从人类、大猩猩和黑猩猩的干细胞中培育出的模拟早期大脑发育的3D组织。

 

与真正的大脑相似，人类大脑的类器官比其他类人猿的类器官长得大得多。

 

来自MRC分子生物学实验室的玛德琳·兰开斯特博士领导了这项研究，她说:“这为我们提供了一些初步的见解，让我们了解到人类大脑发育的不同之处，正是这些不同之处使我们与现存的近亲——其他类人猿区别开来。”我们和其他猿类之间最显著的区别就是我们的大脑有多大。”

 

在大脑发育的早期阶段，神经元是由被称为神经祖细胞的干细胞产生的。这些祖细胞最初呈圆柱形，这使得它们很容易分裂成相同形状的子细胞。

 

神经祖细胞在这一阶段增殖的次数越多，随后产生的神经元就越多。

 

当细胞成熟并减慢增殖速度时，它们会伸长，形成一个伸展的冰淇淋蛋卷形状。

 

此前，在老鼠身上进行的研究表明，它们的神经祖细胞成熟为圆锥形，并在数小时内减慢了增殖速度。

 

现在，大脑类器官已经让研究人员发现了这种发展是如何在人类、大猩猩和黑猩猩中发生的。

 

他们发现，在大猩猩和黑猩猩中，这种转变需要很长时间，大约需要5天。

 

人类祖先在这个转变中甚至被延迟了更多，大约需要7天。与其他类人猿相比，人类祖细胞保持圆柱形的时间更长，在此期间，它们分裂得更频繁，产生更多的细胞。

 

这种从神经祖细胞到神经元的转变速度上的差异意味着人类细胞有更多的时间繁殖。这在很大程度上可以解释为什么人类大脑中的神经元数量比大猩猩或黑猩猩多三倍。

 

兰卡斯特博士说:“我们已经发现，杏耀YL早期大脑细胞形状的延迟变化足以改变发育过程，有助于确定产生的神经元数量。”

 

“值得注意的是，细胞形状上一个相对简单的进化变化可能会对大脑进化产生重大影响。我觉得我们真的学到了一些我自记事以来一直感兴趣的问题的基本知识——是什么让我们成为人类。”

 

为了揭示导致这些差异的遗传机制，研究人员比较了人类大脑类器官和其他类人猿的基因表达——基因是开启和关闭的。

 

他们发现了一种名为“ZEB2”的基因的差异，这种基因在大猩猩大脑类器官中比在人类类器官中更早被激活。

 

为了测试该基因在大猩猩祖细胞中的作用，他们延缓了ZEB2的作用。这减缓了祖细胞的成熟，使大猩猩大脑的类器官发育得更像人类——更慢、更大。

 

相反，在人类祖细胞中更早地开启ZEB2基因会促进人类类器官的过早转化， 杏耀平台总代的感触 ，从而使它们更像类人猿类器官。

 

研究人员指出，类器官是一个模型，像所有的模型一样，不能完全复制真正的大脑，特别是成熟的大脑功能。但对于人类进化的基本问题，这些培养皿中的脑组织提供了一个前所未有的视角，让我们得以了解大脑发育的关键阶段，否则是无法研究的。