人类大脑是一种极其复杂且引人入胜的器官，它支持着许多其他动物所不具备的高级认知能力和行为。 长期以来，科学家一直试图揭示人类大脑的独特性，以及它如何在整个生命周期中发展。 随着现代技术和实验方法的进步，神经科学研究进入了新的阶段，使我们得以以前所未有的细节观察大脑结构和功能，同时也为理解各种神经精神疾病和神经发育障碍提供了新的视角。
近期，北京师范大学、长平实验室以及其他研究机构的科研团队开展了一项研究，比较了人类和猕猴大脑随时间的发育特征。 通过多种遗传和分子分析手段，他们揭示出两者在前额叶皮层（PFC）发育速度上的显著差异：人类PFC的成熟过程明显比猕猴缓慢。 这项研究成果发表在《自然神经科学》上。
研究团队的张佳耀和李美羽等人指出：“揭示人类前额叶皮层发育的细胞和分子特征，对于理解人类认知能力以及神经和神经精神疾病的脆弱性具有重要意义。 ”他们还建立了一个比较数据库，用于追踪人类与猕猴出生后PFC在单细胞层面的基因表达、染色质开放性和空间转录组学变化。
在研究中，科研人员从不同发育阶段的人类和猕猴前额叶组织中获取样本，这些样本来源于因治疗癫痫而接受手术的儿童患者。 通过分析这些组织中的单细胞基因表达，以及DNA在单个细胞中的开放程度（染色质可及性），研究团队得以绘制出整个脑组织的空间基因表达图谱，并识别其中的细胞类型
研究结果显示，人类前额叶囊的形成时间明显比猕猴更长。 同时，人类胶质前体细胞的增殖能力也更强，这类前体细胞会分化为不同类型的胶质细胞，对大脑发育起到关键作用。 研究团队表示：“我们观察到，人类前额叶延长发育与特定调控机制相关，胶质前体细胞在人类中不仅增殖更多，其基因表达模式也具有物种特异性。 ”此外，他们还确定了那些最易受神经发育和神经精神疾病影响的细胞类型，并发现了一些在人类中具有独特表达特征的转录因子。
这一系列发现有助于加深对人类大脑独特性的理解。 研究团队指出，通过协调神经元与胶质细胞发育，人类出生后皮层成熟的过程得以延长，这种调控机制在人类认知能力的形成以及神经发育障碍的易感性中扮演了重要角色。
未来，这项研究成果有望为深入理解人脑发育机制提供新工具，并为识别神经发育或神经精神疾病患者大脑中分子异常的关键路径提供依据。 这也可能为预防或治疗相关疾病开辟新的策略和方法。
本文译自：medicalxpress .由olaola编辑发布