这项研究的结果是基于对“艾伦人脑图谱库”的广泛分析,尤其对整个人类大脑起作用的基因进行了详细的全基因、全结构调查。这一数据集采用微点阵技术绘制了每个脑半球400-500个不同的脑区域,包含了迄今为止覆盖三个个体人脑超过100万个基因表达测量。在其他的研究结果中,这些数据表明84%的所有基因以一个个大脑基本相似的模式表达于人类大脑的某处。
论文的共同主要作者、艾伦脑科学研究所的副研究员Ed Lein 博士说:“这项研究证实了对整个大脑的基因表达进行全面分析的价值,对于了解大脑功能、发育、进化和疾病具有意义。这些结果只触及了可从这些巨大数据集中获取事物的表面。我们期待看到别人将获得什么样的发现。”
主要调查结果
这项研究的结果表明,尽管整个人群中可看到无数不同的个性和认知才能,我们的大脑彼此之间相似多于差异。个体人类大脑拥有相同的基本分子蓝图,更深入地分析这些共同的结构揭示了几个进一步的研究发现:
• 大脑皮层的周边区域相比更远的大脑区域相互更相似,这对于了解生命及整个进化过程中的人类大脑发育具有意义。
• 左右脑半球在分子结构上显示无显著差异。这表明诸如语言等通常是由一侧大脑处理的功能有可能由于脑半球间更微细的差异或在大小或回路上的结构变异所致,并非更深的分子基础。
• 尽管控制了从视觉感知、计划到解决问题等各种各样的功能,皮层相对于其他的大脑区域是高度同质的。这表明整个皮层利用的是相同的功能元件,且详细了解一个区域的运作机制也将揭示出应用于其他区域的原理。
• 除了这样的全面调查结果,这项研究还提供了关于分子水平上大脑详细内部运作的新见解――疾病发生和治疗药物起效均在该水平上。
• 84%的所有基因在人类大脑某处表达或开启
• 许多从前未确定特征的基因在特异的大脑区域被开启,并与已知的功能基因群定位在一起,表明它们在特殊的大脑功能中起作用。
• 突触相关基因――这些与大脑中细胞间通讯机器相关的基因――在整个大脑以复杂的组合部署,揭示了各种各样的突触类型和独特的区域差异有可能是大脑区域间功能性差别的基础。
文章的共同作者、爱丁堡大学分子神经科学教授Seth Grant说:“我们在人类大脑中看到的巨大的多样性是相当惊人的。突触基因突变与许多大脑相关的疾病相关联,因此了解突触多样性和大脑中的组构是了解这些疾病,并开发出特异有效疗法的一个关键步骤。”
凭借类器官和遗传学的革命性结合系统,科学家现在可在人脑类器官中全面测试多个突变的影响,识别出脆弱的细胞类型和基因调控网络,而这正是治疗自闭症谱系障碍的基础。这一成果为了解最复杂的人类大脑疾病提供了前所......
幼态持续(neoteny)是人类进化中发生的独特现象。与我们的近亲非人灵长类相比,人类的发育速度变慢,发育过程延缓。人类的幼态持续在进化上的重要性在于为大脑发育和神经网络的可塑性提供了更长的时间窗口,......
一些人的大脑大小几乎是其他人的两倍,但是这是如何发生的呢?在一项新的研究中,来自美国、英国和加拿大的研究人员整合了3000多人的大脑扫描数据,发现这些大小的差异与大脑的形状和组织方式有关。大脑越大,皮......
前不久,61个城市启动了空气污染预警,因为能见度低,给本就拥挤的交通出行更添了一层堵。高铁出行畅通无阻,一趟穿行雾霾区下来,身上披满了“尘埃”。不少地方,在光的照射下,有了魔幻主义色彩。不少关于雾霾的......
9月28日,中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所王征研究组在《神经科学杂志》发表了题为DissociableChangesofFrontalandParietalCorticesinInhere......
美国圣路易斯华盛顿大学的一个研究小组称,他们绘制出迄今最全面、最精确的人类大脑图谱,其中97个人类大脑皮层区域此前从未描述过,属于首次公布。一直以来,科学家试图描绘出一幅包含人脑连接性、功能和微观结构......
英国《自然》杂志在4月27日发表的一篇语言学论文中,描绘了叙事性语言含义在人类大脑中分布的详细图谱。这项研究可能有助于深入了解语言的神经生物学基础。语义信息是指任何有含义的语言、文字、数据、符号等提供......
一个哺乳动物的大脑被从低温冷藏箱中首次以近乎完美的状态解冻。此项突破是利用一个家兔大脑实现的,从而使人类朝着复活被冷冻的人类大脑迈出了微小但却更近的一步。相关成果日前发表于《低温生物学》杂志。随着科学......
据加拿大环球邮报6月21日报道,包括加拿大麦吉尔大学在内的科学家成功研制出在细胞水平上的人类大脑3D图谱。这项成果被誉为神经科学发展的里程碑,它第一次从细胞水平上剖析了人类的大脑。这项成果可以革命性地......
低头不是容易事,如果对方还是你的创造物,只怕更窘。但科学家现已开始不断提醒我们,要为这件事做点准备了——如果说此前的警告是还有一两个世纪的光景,现在已经锐减为不到50年。美国科学家库兹韦尔,被主流商业......