【环球新视野】澳大利亚鬃狮蜥脑图谱揭示大脑进化的秘密

(相关资料图)

早期的四足动物（有四肢的动物）在 3.2 亿年前从水生环境迁移到陆地环境，这导致了今天脊椎动物的三个主要分支：爬行动物、鸟类（爬行动物树的一个分支）和哺乳动物。由于共同的祖先，所有四足动物的大脑都具有在早期发育过程中建立的类似基础结构。

只是目前科学家尚无法确定这种常见的“Bauplan”是如何促成不同的进化特征的。为了回答这个问题，马克斯-普朗克研究所的科学家创建了龙脑的分子图谱，并将其与小鼠的图谱进行了比较。

与哺乳动物大脑是古代“爬行动物”大脑和现代哺乳动物特征的结合的传统观点相反，他们的结果意味着爬行动物和哺乳动物的大脑都从一个共同的祖先集合中发展出不同的进化枝特异性神经元类型和回路。

吉尔斯·洛朗（Gilles Laurent）教授表示：“神经元是体内最多样化的细胞类型。它们的进化多样化反映了产生它们的发育过程的变化，并可能驱动它们所属的神经回路的变化”。他是马克斯-普朗克研究所负责大脑研究的所长，并领导了这项发表在《科学》杂志上的新研究。

洛朗教授表示：“例如，不同的大脑区域不能孤立地工作，这表明相互关联的区域（例如丘脑和大脑皮层）的进化可能在某种程度上是相关的。此外，爬行动物和哺乳动物中的大脑区域可能也源自共同的祖先结构，然后以类似的方式进化出不同的种类。而在另一个进化枝中它是“现代的”。相反，这两个进化枝现在可能包含常见（古老）和特定（新型）神经元类型的混合。这些是我们的实验试图解决的问题”。

虽然比较大脑中发育区域和预测的传统方法没有必要的分辨率来揭示这些异同，但 Laurent 和他的团队采用了细胞转录组学方法。使用一种称为单细胞 RNA 测序的技术，该技术可以检测单个细胞中存在的大部分 RNA 分子（转录组），科学家们生成了澳大利亚鬃狮蜥大脑的细胞类型图谱，并将其与现有的小鼠进行了比较大脑数据集。

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