
使用實驗室成長的迷你腦,科學家已經弄清楚了為什麼人類的大腦比猿猴的大腦更大。
大約500萬到800萬年前,人類和猿與一個共同祖先不同。在那之後的一段時間,人類開始發展成為更大的大腦。現在人的大腦比我們最親密的親戚大腦大三倍。
英國MRC分子生物學實驗室的博士後研究員Silvia Benito-kwiecinski說,如果您問“與其他猿人相比,最明顯的答案是大小的,最明顯的答案是大小的,那麼最明顯的答案是大小,如果您問“我們的大腦有什麼特別之處”,那麼如果您問“我們的大腦有什麼特別的東西”,如果您問“我們的大腦有什麼特殊之處”,如果您問“什麼是什麼”,如果您問“什麼是什麼”,如果您問“什麼是什麼”,如果您問“什麼是什麼”,如果您問“大腦有什麼特別的東西”,如果您問“大腦有什麼特別的東西”, “大腦已經有很多選擇,因此我們更大的大腦似乎與我們獨特的認知能力有關。 ”
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在260萬至11,700年前,人類大腦的增長幅度很大,大小增加了一倍,現場科學先前報導。由於缺乏可以追溯到人腦擴展時代的化石記錄,科學家無法輕易逗弄什麼促使人類增加了更大的大腦。但是有了現代工具,我們現在可以看到如何我們的大腦的生長與猿大腦的生長不同。
由於人類和猿猴的大腦在發育早期的早期表面積迅速增加,因此科學家以前假設在受孕後可能很快就會出現差異,然後細胞成熟到腦細胞中。但是,由於早期的人類和猿類胎兒腦組織不容易用於研究,因此先前的研究主要集中在神經元已經構成大腦景觀時的後期發育階段。
但是,器官技術的出現是實驗室中生長的器官模型的出現,現在可以查看這些早期階段。科學家從乾細胞或可以變成體內任何類型的細胞的細胞中創建這些腦器官,並將這些細胞重新編程成生長成頭腦狀結構。
儘管這些不是真正的大腦,但它們仍然令人印象深刻。以前,科學家創造了可以生長自己的血管或產生自己的腦電波的腦器官現場科學先前報導。
在新的研究中,席爾維亞·貝尼托·克威克斯基(Silvia Benito-Kwiecinski大猩猩和實驗室中的人類(這是大猩猩腦機形有史以來第一次製造)。他們從模仿腦發育的早期(概念後一個月)的3D細胞的3D小球開始,然後乾細胞成熟到腦細胞中。然後,他們將這些細胞放入凝膠矩陣中,並允許它們開發“萌芽結構”或神經祖細胞,這些細胞最終會變成腦細胞。
貝尼托·科威奇斯基(Benito-kwiecinski)說:“這些祖細胞之所以有趣的原因是,最終,產生的神經元的數量取決於所產生的祖細胞的數量。”換句話說,祖細胞分裂的次數越多,最終形成的神經元就越多。這些祖細胞的圓柱形形狀,但是隨著它們成熟,它們開始伸長並變得更類似紡錘體。
這些細長的細胞在分裂方面比圓柱形的前身要慢得多。最終,紡錘樣細胞成為完全發育的神經元。
研究人員發現,在人的大腦中,神經祖細胞細胞需要比在黑猩猩和大猩猩大腦中成熟的細胞更慢的細胞成熟的細胞成熟。
貝尼托·克威克斯基(Benito-kwiecinski)說:“似乎人類在過渡中被延遲了過渡。”在過渡前的額外時間內,人類祖細胞比其猿類對應物的分裂更多,從而產生更多的細胞,這些細胞將成熟到腦細胞中,從而使大腦更大。
為了理解原因,研究人員研究了在不同類器官大腦發育的早期階段打開和關閉的基因。他們發現,在大猩猩腦類器官中,基因Zeb2比在人體類器官中更快地打開。 Zeb2“似乎是這種細胞形狀變化的調節劑,”貝尼托·克威克斯斯基(Benito-Kwiecinski)說。
果然,當研究人員延遲了大猩猩祖細胞中Zeb2的激活時,向伸長細胞的過渡花費了更長的時間,這使大猩猩類器官中的細胞變得更加與人體類器官中細胞更相似。當他們在人體類器官中更快地打開Zeb2時,情況恰恰相反:人類器官中的細胞開始更像猿類器官中的細胞,這意味著它們更快地轉移到細長的細胞中。
目前尚不清楚人類與猿類分裂後的時間,該基因的表達開始改變。而且還未知其他基因還涉及什麼。 Benito-Kwiepinski和她的團隊現在希望了解Zeb2表達的是什麼,因此為什麼以後在人類中表達該基因而不是在猿類中。
研究結果於週三(3月24日)在《雜誌》上發表細胞。
最初發表在現場科學上。