基因让人类大脑变得更大

    人的智力是多种因素决定的，除了后天的教育和学习，仅从生物学的角度看，迄今关于人的智力的演化有多种假说。基因决定人类的智力是目前的一个重要假说，而且有大量的研究结果予以不同程度的证明。

    英国剑桥医学研究委员会分子生物学实验室玛德琳·兰卡斯特团队以人类、大猩猩和黑猩猩的干细胞中生长出来的“大脑类器官”为研究模型，研究大脑的发育，发现了一种称为ZEB2的基因导致人类大脑类器官比大猩猩和黑猩猩等灵长类动物的大脑类器官长得更大。这也意味着，基因决定了人与灵长类动物大脑的容量不同，从而决定了人的智力与灵长类有所不同。

    在大脑发育的早期阶段，最初的神经干细胞呈圆柱形，很容易分裂成形状相同的子细胞。随着细胞成熟，增殖放缓、细胞伸长，神经干细胞形成一个像冰激淋样的锥状体。

    与灵长类动物相比，人类的神经干细胞在较长时间内保持圆柱形，在这段时间内，它们分裂较为频繁，因此会产生更多细胞。这也意味着人类细胞有更多的时间来增殖和发育，产生的神经细胞也会更多，大脑容积也相应变大，而大猩猩和黑猩猩的神经干细胞增殖的时间相对较短，产生的神经细胞较少，大脑容积会较小。

    这种情况又是由ZEB2基因决定的，该基因在大猩猩大脑类器官中比在人类大脑类器官中启动得更快。研究人员延迟大猩猩大脑内ZEB2起作用的时间，结果减缓了神经干细胞的成熟，使大猩猩大脑的类器官发育得更像人类。

    在人类和灵长类动物的起源、演化和分离过程中有一种假说称为“幼态持续”，是指生物后代出生后保留幼年的状态特征，受其父母的监护和养育，直至独立谋生或自食其力的成长过程。由于“幼态持续”时间延长，使得人类发育过程中的大脑发育有了更长的时间，因而奠定了人类高于动物智力的基础。

    过去的研究表明，当MCPH1基因发生某种突变时，会导致小头畸形（小头症），因而会影响智力。MCPH1基因被认为起源于大约110万年前。

    中国科学院昆明动物研究所研究员宿兵团队对MCPH1基因进行深入研究，首次发现该基因的蛋白序列出现了多个位点的人类特有变异。研究团队构建出携带人类基因MCPH1拷贝的转基因恒河猴模型。在对这些转基因猴的大脑发育跟踪过程中发现，转基因猴所携带的人类基因MCPH1可能是导致大脑发育延缓的分子基础，如果大脑发育延迟，则有利于大脑发育更为成熟。

    与野生型对照猴相比，转基因猴的工作记忆能力明显提高，说明大脑发育的延迟对转基因猴的智力提升有益，类似于人类大脑发育的“幼态持续”现象，这能让大脑细胞充分发育并增殖更多的脑细胞。

    （《北京日报》4.14 张田勘）