中国科学院发布黑猩猩脑连接图谱，揭示人类与黑猩猩大脑差异
时间：2025-01-17 18:40
小编：小世评选
中国科学院自动化研究所的脑网络组研究团队于1月14日正式发布了一项重要研究成果，该团队联合了多家国内外科研机构，绘制了黑猩猩（Pan troglodytes）的脑连接图谱，名为ChimpBNA。这项研究对于理解人类的脑结构及其演化具有重要意义，标志着跨物种神经科学研究的又一重要进展。
项目背景
黑猩猩被认为是人类最近的灵长类亲属之一，与人类在600万至800万年前有着共同的祖先。虽然黑猩猩的大脑体积只有人类的三分之一左右，但在神经解剖学、认知功能、社会行为、工作记忆及工具使用等方面却展现出许多相似之处。这些共同特征使得黑猩猩成为研究人类演化的关键对象。跨物种神经科学研究也面临许多挑战，其中一个主要困难是缺乏可以进行科学比较的标准化脑部参考系统。
以往的研究往往是通过分析细胞构筑、髓鞘分布、宏观解剖和功能连接模式等特征来定义物种间的同源脑皮层区域。由于不同研究所使用的模态和尺度存在差异，导致跨物种的直接比较非常困难。因此，本次研究致力于克服这一障碍，通过构建标准化的黑猩猩脑连接图谱，来深入分析黑猩猩与人类大脑之间的异同。
研究过程
在研究中，研究团队基于脑连接信息绘制了ChimpBNA，并重建了人类与黑猩猩同源的白质纤维束，构建了连接指纹图。这一过程实现了亚区级别的跨物种脑连接差异分析。通过ChimpBNA，研究人员揭示了黑猩猩与人类大脑皮层连接模式之间的显著差异，特别是在外侧颞叶和背外侧前额叶皮层。这一发现表明，大脑皮层的演化过程中的连接性变化比以往的研究所认为的更加复杂。
重要发现
进一步分析中，研究团队发现了跨物种连接性不对称的区域，并且这些区域高表达的基因富集在对皮层投射回路和突触形成至关重要的细胞类型当中。这一结果提示这些基因可能在神经回路的演化中发挥了关键作用，进而影响了认知能力的差异。
通过公开ChimpBNA的表面和体积数据文件以及支持各图表的源数据，研究团队希望促进全球范围内的合作研究。这不仅为神经科学研究提供了宝贵的资源，也为理解人类的认知能力演化提供了新的视角。
未来展望
ChimpBNA的发布不仅为跨物种的比较研究奠定了基础，也为未来的脑科学研究开辟了新的方向。研究人员希望，通过结合神经影像数据与遗传数据，能够更深入地理解人类在进化过程中如何形成独特的认知能力与行为特征。
这项研究对于神经科学、认知科学及人类演化提出了许多新的思考。随着研究的深入，未来很可能会揭示出更多关于黑猩猩与人类大脑之间的差异以及它们对人类演化的影响。
参考文献
该研究的相关信息已在学术期刊《The Innovation》上发表，文章标题为“黑猩猩脑网组图谱揭示相对于人类的独特连接性和基因表达特征”。研究团队包括Yufan Wang、Luqi Cheng、Deying Li、Yuheng Lu、Changshuo Wang等多位专家。DOI为10.1016/j.xinn.2024.100755。
通过本次研究的成果，学术界对于人类与黑猩猩的脑连接差异有了更深刻的理解，也为未来更广泛的跨物种脑科学研究提供了宝贵的基础与数据支持。
