记者从中国科学院自动化研究所(suǒ)获悉，2025年1月，該(gāi)研究所(suǒ)脑网络组研究团队联合国内外多个科研机构，发布了迄今爲(wèi)止最精细的(de)黑猩(xīng)猩(xīng)脑圖(tú)谱——黑猩(xīng)猩(xīng)脑网络组圖(tú)谱，这一成果不仅爲(wèi)比较神经科学领域的(de)研究提供了重要工具，也爲(wèi)理解人脑的(de)演化提供了新的(de)视角。
△研究工作的(de)圖(tú)文摘要
黑猩(xīng)猩(xīng)（Pan troglodytes）是人类最亲近的(de)灵长类亲戚之一，与人类共享大约600万至800万年前的(de)共同祖先。尽管黑猩(xīng)猩(xīng)的(de)大脑大小只有人类的(de)三分之一左右，但它们在神经解剖学和认知功能上展现出许多相似之处，包括社会行爲(wèi)、工作记忆和工具使用。这些(xiē)相似性使得黑猩(xīng)猩(xīng)成爲(wèi)理解人类演化的(de)关键比较对象。然而，当前跨物種(zhǒng)神经科学研究面临的(de)一个主要挑战是缺乏具有生物学意义的(de)标准化脑部参考系统。以往的(de)比较分析尝试通过细胞构筑、髓鞘配布、宏观解剖、功能連(lián)接模式、功能激活或这些(xiē)特征的(de)组合来定义物種(zhǒng)间的(de)同源(yuán)大脑皮层区域，但由于构建这些(xiē)圖(tú)谱所(suǒ)使用的(de)模态和尺度不一致，跨物種(zhǒng)的(de)直接比较十分困难。
△黑猩(xīng)猩(xīng)脑网络组圖(tú)谱
针对这一难题，脑网络组研究团队基于先前提出的(de)利(lì)用脑連(lián)接信息绘制脑圖(tú)谱的(de)基本思想，成功绘制出黑猩(xīng)猩(xīng)脑网络组圖(tú)谱。利(lì)用这一圖(tú)谱，研究团队重建了同源(yuán)白质纤维束，并爲(wèi)人类和黑猩(xīng)猩(xīng)构建了連(lián)接指纹圖(tú)，爲(wèi)在亚区级别进行细粒度的(de)跨物種(zhǒng)脑連(lián)接差(chà)异分析以及识别相关的(de)白质束提供了可能。研究团队进一步检查了每个物種(zhǒng)脑連(lián)接模式的(de)广泛侧化，并将这些(xiē)模式与物種(zhǒng)间連(lián)接性差(chà)异的(de)关系对齐到一个共同的(de)空间中，由此顺利(lì)识别了与物種(zhǒng)间連(lián)接性差(chà)异相关的(de)基因及其表达模式。
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△研究框架圖(tú)
研究结果表明，黑猩(xīng)猩(xīng)脑网络组圖(tú)谱揭示了与人类大脑皮层显著不同的(de)連(lián)接模式，特别是在外侧颞叶和背外侧前额叶皮层。这些(xiē)差(chà)异与大脑皮层扩张的(de)模式不同，表明大脑皮层演化中的(de)連(lián)接性变化可能比之前认爲(wèi)的(de)更爲(wèi)复杂和微妙。
△脑連(lián)接模式的(de)跨物種(zhǒng)差(chà)异
此外，研究还发现了物種(zhǒng)间連(lián)接性不对称的(de)区域，其形成可能与演化分歧有关。在这些(xiē)連(lián)接性差(chà)异区域高表达的(de)基因富集在对皮层投射回路(lù)和突触形成至关重要的(de)细胞类型中，表明这些(xiē)基因在神经回路(lù)的(de)发展、功能和演化中发挥了重要作用。
△跨物種(zhǒng)（人类vs黑猩(xīng)猩(xīng)）脑連(lián)接差(chà)异背后的(de)遗传基础
此次发布的(de)黑猩(xīng)猩(xīng)脑网络组圖(tú)谱呈现了黑猩(xīng)猩(xīng)脑部的(de)详细地圖(tú)，将成爲(wèi)神经科学研究的(de)重要资源(yuán)，并爲(wèi)揭示人类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，爲(wèi)人类认知能力演化的(de)物種(zhǒng)特异性差(chà)异提供了潜在的(de)基因表达相关性。研究团队的(de)后续工作将专注于建立更准确地跨物種(zhǒng)同源(yuán)映射，进一步增强跨物種(zhǒng)脑圖(tú)谱在理解神经系统演化中的(de)实用性。
（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）
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