受孕后大約四五個月，人類胎兒的前額葉皮層 (PFC) 開始突觸生長。在這個錯綜復(fù)雜的聯(lián)系中，發(fā)育中的大腦獲得了獨特的特性，使人類能夠進(jìn)行抽象思維、語言和復(fù)雜的社交互動。
但是，發(fā)生這種突觸開花并導(dǎo)致大腦發(fā)生如此深刻變化的分子成分是什么?在 9 月 29 日發(fā)表在《自然》雜志上的兩篇論文中，耶魯大學(xué)的研究人員確定了發(fā)育中的人類大腦中基因表達(dá)和結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵變化，使其在所有動物物種中獨一無二。
研究人員表示，這些見解可能對理解常見的發(fā)育或大腦疾病具有深遠(yuǎn)的意義。
耶魯大學(xué)哈維和凱特庫欣神經(jīng)科學(xué)教授、比較醫(yī)學(xué)教授 Nenad Sestan 說：“令人驚訝和失望的是，我們?nèi)匀徊恢朗鞘裁词谷四X與其他密切相關(guān)物種的大腦不同。”遺傳學(xué)和精神病學(xué)，兩篇論文的資深作者。“知道這一點不僅是解釋我們作為一個物種的好奇心——它還可以幫助我們更好地了解精神分裂癥和自閉癥等神經(jīng)精神疾病。”
在這些研究中，Sestan 的實驗室團(tuán)隊對人類、獼猴和處于胎兒發(fā)育中期的小鼠的前額葉皮層中發(fā)生的基因表達(dá)進(jìn)行了廣泛的分析，然后確定了物種之間的異同。
他們發(fā)現(xiàn)，決定在這些物種發(fā)育中的大腦中觀察到的異同的一個關(guān)鍵因素是視黃酸的濃度，或 RA，維生素 A 的副產(chǎn)品。 視黃酸對每個器官的發(fā)育至關(guān)重要，在所有動物中都受到嚴(yán)格監(jiān)管。RA過多或過少都會導(dǎo)致發(fā)育異常。
在第一篇論文中，由來自耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的 Mikihito Shibata 和 Kartik Pattabiraman 領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組發(fā)現(xiàn)，在妊娠中期，這是形成神經(jīng)回路和連接的最關(guān)鍵時期，PFC 中的 RA 增加。在這個階段，在小鼠和獼猴中也發(fā)現(xiàn)了 RA 的這種增加。
當(dāng)研究人員阻斷小鼠前額葉皮層中的 RA 信號時，這些動物未能在人類大腦中對工作記憶和認(rèn)知至關(guān)重要的區(qū)域形成特定的回路和連接。在人類中，同樣的通路在精神分裂癥和自閉癥譜系障礙患者的發(fā)育過程中也被破壞，這表明這些疾病在發(fā)育過程中可能有相似的根源。
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