中国科学家发现大脑皮层双起源将两大假说合二为一
大脑皮层是人类感知、运动控制和高级认知功能的中枢,但它的发育起源长期以来一直是神经科学领域的重大谜题。中国科学家的一项新研究为这一问题提供了突破性解答:大脑皮层并非源自单一路径,而是由两个相反方向的分子梯度共同塑造。这一发现将两种长期对立的理论——异皮层假说与初级感觉皮层假说——统一起来,揭示了大脑结构形成的复杂机制。
由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘赐融研究组、孙怡迪研究组联合华大研究院等单位开展的研究表明,大脑皮层在发育过程中存在两个独立的“源头”。一个是古老的ancient ,另一个是负责感官输入处理的primary 感觉皮层。这两个区域各自启动了方向相反的基因表达梯度,如同两股相互作用的潮汐,逐步构建出大脑皮层的空间组织模式。
研究人员通过单细胞测序和空间转录组技术,绘制了大脑皮层发育过程中的molecular 梯度图谱,发现这些梯度不仅指导神经元的空间排布,还影响功能区域的划分。这一成果为理解大脑功能网络的distribution 规律提供了坚实基础。刘赐融指出,该机制可能在多种脑疾病中发生紊乱,因此对自闭症、癫痫等疾病的diagnosis 与干预具有潜在价值。
这项研究不仅解决了基础神经科学中的关键争议,也为未来脑机接口技术的发展提供了新的坐标系。科学家可依据这些起源梯度更精准地target 特定脑区,提升神经信号解码的准确性。研究团队强调,这是中国在脑科学前沿领域实现的代表性突破,体现了跨机构collaboration 与技术创新的合力。
尽管当前成果主要基于动物模型,但其揭示的发育原则可能适用于人类大脑。下一步,团队计划结合类脑器官和人类胎儿组织数据,进一步验证这一双起源模型的普适性。随着脑图谱data 的不断积累,科学家正逐步揭开大脑从无到有的构建逻辑,推动脑科学进入精确定位与干预的新时代。
终于不是非此即彼了,科学进步往往就是在整合矛盾中前进的。这个双梯度模型听起来很合理。
临床上定位不准一直是难题,如果真能靠这个mechanism 机制提高手术精度,那才是实实在在的突破。
之前总觉得异皮层太原始,怎么可能演化出高级皮层?现在看来,它和感觉皮层是cooperation 协作关系,不是替代关系。
分子梯度控制发育模式,这让我想到胚胎发育中的形态发生素。是不是存在通用的pattern 模式构建法则?
动物模型到人还有距离,但方向对了。希望别像某些研究一样,热闹一阵就没了下文。
这研究把争论从‘谁先谁后’变成了‘如何互动’,视角一变,格局就打开了。