人類大腦如何與其他靈長類不同?耶魯大學揭人類獨有細胞圖譜

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究竟是什麼讓人類的大腦和其他靈長類動物相比,如此與眾不同?近期美國耶魯大學(Yale University)的研究團隊揭露了讓人種大腦如此特別的關鍵,此篇研究於日前發表於 Science 期刊中。

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對靈長類前額葉皮質的單細胞分析

耶魯大學的神經科學所 Nenad Sestan 教授指出:「現今,我們視前額葉皮質(dorsolateral prefrontal cortex, dIPFC)為構成人類的核心組成,但我們仍不了解是什麼讓人類與靈長類中所有動物有獨特的區別。」

為解答這大哉問,耶魯的團隊主攻靈長類大腦獨有的區域 dIPFC,因其對高層級的認知至關重要。除了成人人體的大腦外,研究團隊也針對自黑猩猩、獼猴與狨猴(marmoset monkey)取得的 dIPFC 細胞進型單細胞 RNA 定序分析(single cell RNA-sequencing)。

為瞭解是否有細胞獨有存在於人類或非人類的靈長類,在根據圖譜相似表現進行分類後,研究團隊現靈長類動物共享 109 種不同的細胞型態,也額外發現了 5 種並不存在於所有物種的細胞類型,其中包含人類獨有的微膠細胞(microglia)、大腦獨有的免疫細胞等。

耶魯研究團隊針對人類、大猩猩(Chimpanzee)、獼猴(Macaque)及狨猴(Marmoset)的前額葉皮質進行 snRNA 定序分析(圖片來源:Science)

微膠細胞為存在於中樞神經的神經,同時也是免疫細胞,負責清除死亡的神經細胞。Sestan 進而指出有鑒於人類發展出獨有的生活習慣,與其他靈長類有很大的不同,而包含微膠細胞在內的膠質細胞(gila cells)對環境變化是十分敏感的;因此,僅存在人類大腦的微膠細胞種類可能代表人類對環境的所發展出的獨有免疫反應。

除了細胞圖譜的分析外,研究團隊還有另一項驚喜發現。原存在於人類微膠細胞中,與言語失用症(​​verbal dyspraxia)、自閉症、癲癇症以及思覺失調症相關的基因 FOXP2,同樣可見於靈長類大腦特定區域的興奮性神經元當中。研究團隊認為此結果將開啟語言與相關疾病的研究新方向。

延伸閱讀:全球首次大規模腦部研究,證實大腦大小隨年紀變化!

參考資料:
1. https://news.yale.edu/2022/08/25/what-makes-human-brain-different-yale-study-reveals-clues
2. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo7257

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