來源：新華社
記者：董雪
“人類意識”被認(rèn)為是科學(xué)前沿的未解難題之一，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)和中心法則提出者認(rèn)為“屏狀核是意識產(chǎn)生的關(guān)鍵區(qū)域”。近期，由中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心牽頭的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，獼猴與嚙齒類動物屏狀核的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞類型和分布存在顯著性差異。
這一成果4月3日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》，為理解人類意識產(chǎn)生的進(jìn)化機(jī)制提供了新的研究思路。
屏狀核是位于大腦中的一層薄片狀灰質(zhì)結(jié)構(gòu)。團(tuán)隊研究表明，獼猴屏狀核與小腦外所有皮層腦區(qū)和皮層下核團(tuán)相連，是大腦的連接中樞，并且屏狀核內(nèi)部在前后軸方向存在廣泛聯(lián)系，為靈長類意識的產(chǎn)生提供了多模態(tài)信息整合的基礎(chǔ)。
通過空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，研究團(tuán)隊成功破解獼猴屏狀核的邊界“密碼”。獼猴屏狀核具有顯著不同于周圍腦區(qū)的特殊標(biāo)記基因，如SYNPR、NR4A2、NTNG2等，可用來精準(zhǔn)勾勒出屏狀核的物理邊界。在屏狀核腹內(nèi)側(cè)，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一個全新區(qū)域RBC，該區(qū)域富含CPLX3、SULF1、CABP7等獨(dú)特基因，將屏狀核與周邊腦區(qū)背側(cè)內(nèi)嗅核隔開。獼猴屏狀核這些結(jié)構(gòu)與嚙齒類動物的屏狀核明顯不同，這為理解意識的進(jìn)化機(jī)制提供了線索。
獼猴屏狀核精準(zhǔn)邊界確定及特征基因分子指紋。（A）獼猴屏狀核與周圍組織的特征性基因表達(dá)；（B）獼猴屏狀核與其周圍組織的邊界示意圖；（C）獼猴屏狀核特異性基因表達(dá)譜
據(jù)介紹，團(tuán)隊繪制了獼猴屏狀核各細(xì)胞類型的精細(xì)空間分布特征，并且與屏狀核神經(jīng)元投射信息相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)屏狀核不同區(qū)域在興奮性神經(jīng)元的組成比例上存在明顯差異。而且，同一個屏狀核局部區(qū)域連接的皮層和皮層下核團(tuán)經(jīng)常具有類似的功能。
此外，團(tuán)隊將獼猴屏狀核中富集的GNB4神經(jīng)元與小鼠相應(yīng)類型神經(jīng)元進(jìn)行了精細(xì)比較，發(fā)現(xiàn)在獼猴屏狀核中呈區(qū)域特異性分布的GNB4神經(jīng)元為獼猴特有的細(xì)胞類型。這表明，在進(jìn)化過程中，獼猴屏狀核演化出了靈長類特異的細(xì)胞類型，分布在屏狀核內(nèi)特定區(qū)域，參與特定的大腦功能。
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