跨物种研究揭示人脑演化新线索

  本报北京1月14日电（记者齐芳、崔兴毅）日前，中国科学院自动化研究所脑网络组研究团队联合国内外多个科研机构，发布了迄今为止最精细的黑猩猩脑图谱——黑猩猩脑网络组图谱，这一成果不仅为比较神经科学领域的研究提供了重要工具，也为理解人脑的演化提供了新视角。

  黑猩猩是人类最亲近的灵长类“亲戚”之一。尽管黑猩猩的大脑大小只有人类的1/3左右，但它们在神经解剖学和认知功能上展现出许多相似之处，包括社会行为、工作记忆和工具使用。这些相似性使得黑猩猩成为理解人类演化的关键比较对象。

  当前，跨物种神经科学研究面临的一个主要挑战是缺乏具有生物学意义的标准化脑部参考系统。以往的比较分析尝试通过细胞构筑、髓鞘配布、宏观解剖、功能连接模式、功能激活或这些特征的组合来定义物种间的同源大脑皮层区域，但由于构建这些图谱所使用的模态和尺度不一致，跨物种的直接比较十分困难。

  针对这一难题，研究团队基于先前提出的利用脑连接信息绘制脑图谱的基本思想，成功绘制出黑猩猩脑网络组图谱。研究团队利用这一图谱重建了同源白质纤维束，为人类和黑猩猩构建了连接指纹图，为在亚区级别进行细粒度的跨物种脑连接差异分析以及识别相关的白质束提供了可能。研究团队进一步检查了每个物种脑连接模式的广泛侧化，将这些模式与物种间连接性差异的关系对齐到一个共同的空间中，由此顺利识别出与物种间连接性差异相关的基因及其表达模式。

  研究结果表明，黑猩猩脑网络组图谱揭示了与人类大脑皮层显著不同的连接模式，特别是在外侧颞叶和背外侧前额叶皮层。这些差异与大脑皮层扩张的模式不同，表明大脑皮层演化中的连接性变化可能比之前认为的更为复杂和微妙。

  此次发布的黑猩猩脑网络组图谱呈现了黑猩猩脑部的详细地图，将成为神经科学研究的重要资源，并为揭示人类大脑独特性提供新线索。该研究通过将神经影像数据与遗传数据相结合，为人类认知能力演化的物种特异性差异提供了潜在的基因表达相关性。