记者从中国科学院自动化研究所获悉，2025年1月，該(gāi)研究所脑网络组研究团队联合国内外多个科研机构，发布了迄今为止最精细的黑猩猩脑图谱——黑猩猩脑网络组图谱，这一(yī)成果不(bù)仅为比较神经科学领域的研究提供了重要工具，也为理解人脑的演化提供了新的视角。
△研究工作的图文摘要
黑猩猩（Pan troglodytes）是人類(lèi)最亲近的灵长類(lèi)亲戚之一(yī)，与人類(lèi)共享大约600万至800万年前的共同祖先。尽管黑猩猩的大脑大小只有人類(lèi)的三分之一(yī)左右，但它们在神经解剖学和认知功能上展现出许多相似之处，包括社会行为、工作记忆和工具使用。这些相似性使得黑猩猩成为理解人類(lèi)演化的关键比较对象。然而，当前跨物种神经科学研究面临的一(yī)个主要挑战是缺乏具有生物学意义的标准化脑部参考系统。以往的比较分析尝试通过细胞构筑、髓鞘配布、宏观解剖、功能连接模式、功能激活或这些特征的组合来定义物种间的同源大脑皮层区域，但由于构建这些图谱所使用的模态和尺度不(bù)一(yī)致，跨物种的直接比较十分困難(nán)。
△黑猩猩脑网络组图谱
针对这一(yī)難(nán)題(tí)，脑网络组研究团队基于先前提出的利用脑连接信息绘制脑图谱的基本思想，成功绘制出黑猩猩脑网络组图谱。利用这一(yī)图谱，研究团队重建了同源白质纤维束，并为人類(lèi)和黑猩猩构建了连接指纹图，为在亚区级别进行细粒度的跨物种脑连接差异分析以及识别相关的白质束提供了可能。研究团队进一(yī)步检查了每个物种脑连接模式的广泛侧化，并将这些模式与物种间连接性差异的关系对齐到一(yī)个共同的空间中，由此顺利识别了与物种间连接性差异相关的基因及其表达模式。
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△研究框架图
研究结果表明，黑猩猩脑网络组图谱揭示了与人類(lèi)大脑皮层显著不(bù)同的连接模式，特别是在外侧颞叶和背外侧前额叶皮层。这些差异与大脑皮层扩张的模式不(bù)同，表明大脑皮层演化中的连接性变化可能比之前认为的更为复杂和微妙。
△脑连接模式的跨物种差异
此外，研究还发现了物种间连接性不(bù)对称的区域，其形成可能与演化分歧有关。在这些连接性差异区域高表达的基因富集(jí)在对皮层投射回路和突触形成至关重要的细胞類(lèi)型中，表明这些基因在神经回路的发展、功能和演化中发挥了重要作用。
△跨物种（人類(lèi)vs黑猩猩）脑连接差异背后的遗传基础
此次发布的黑猩猩脑网络组图谱呈现了黑猩猩脑部的详细地图，将成为神经科学研究的重要资源，并为揭示人類(lèi)大脑独特性提供新线索。該(gāi)研究通过将神经影像数据与遗传数据相结合，为人類(lèi)认知能力演化的物种特异性差异提供了潜在的基因表达相关性。研究团队的后续工作将专注于建立更准确地跨物种同源映射，进一(yī)步增强跨物种脑图谱在理解神经系统演化中的实用性。
来源：央视新闻客户端
作者: 帅俊全 褚尔嘉
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