人腦必定蘊(yùn)藏著某些獨(dú)特于其它動物大腦的“秘密武器”,。這賦予了人類規(guī)劃未來,、享受填字游戲,、講述諷刺笑話等非凡能力,，使人類在萬物中獨(dú)樹一幟,。
那么,，究竟是什么原因讓人腦如此與眾不同呢,？英國《自然》雜志網(wǎng)站在近日的報道中指出,，歷經(jīng)數(shù)年探索,，集結(jié)來自細(xì)胞圖譜,、大腦類器官等研究獲得的海量數(shù)據(jù)，科學(xué)家終于部分揭開了這一古老問題的“神秘面紗”,。
體積與重量至關(guān)重要
與其它靈長類動物的大腦相比,，人腦的一個獨(dú)特之處是體積大。人腦的體積比黑猩猩,、大猩猩以及許多已滅絕的人類“近親”的大腦大3倍以上,。
一般而言，大多數(shù)動物大腦的大小與其體型大小密切相關(guān),，但人類打破了這一常規(guī),。研究顯示,，相對于體型大小，人腦是所有脊椎動物中最大的,。與體型相當(dāng)?shù)膭游锵啾?，人腦的重量幾乎是它們“預(yù)期大腦”重量的7倍，而老鼠大腦僅為同樣體型動物“預(yù)期大腦”重量的一半左右,。
進(jìn)化促使人腦變大,，但不同區(qū)域的進(jìn)化程度并不均衡，有些區(qū)域會變大更多,。其中,，皮層區(qū)域尤為突出。這一區(qū)域負(fù)責(zé)執(zhí)行計劃,、推理,、語言等眾多人類擅長的行為。此外,，大腦后部神經(jīng)元密集的小腦區(qū)域,，與運(yùn)動和規(guī)劃息息相關(guān)，這個區(qū)域也變大了很多,。
值得一提的是,，即使同一大腦區(qū)域，在不同物種大腦中的占比也不一樣,。例如,，黑猩猩的前額葉皮層結(jié)構(gòu)與人類的頗為相似，但人腦前額葉皮層結(jié)構(gòu)所占空間卻遠(yuǎn)超黑猩猩,。
更關(guān)鍵的是,，人腦中神經(jīng)元的數(shù)量也與其它動物存在極大差異：人腦的神經(jīng)元數(shù)量約為小鼠大腦的1000倍，是獼猴的13.5倍,。
然而,，大腦的大小與神經(jīng)元的數(shù)量并不能完全揭示人腦為何如此獨(dú)特，因為大腦外觀和發(fā)育過程與人類迥然不同的烏鴉和烏鴉科的其他成員,，也具有學(xué)習(xí)或記憶能力,。
精細(xì)構(gòu)造有“獨(dú)特配方”
近5年來，科學(xué)家憑借先進(jìn)的編目技術(shù),，對單個細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的基因進(jìn)行了前所未有的細(xì)致探索,，揭示了大腦內(nèi)多種細(xì)胞類型的精細(xì)構(gòu)造，從而發(fā)現(xiàn)了人腦的“獨(dú)特配方”,。
去年年底,，科學(xué)家分別發(fā)布了迄今最完整的小鼠與人大腦細(xì)胞類型圖譜。美國艾倫腦科學(xué)研究所科學(xué)家在《自然》雜志發(fā)表論文,，宣布他們成功編目了整個小鼠大腦內(nèi)的細(xì)胞,，發(fā)現(xiàn)了5300種不同的細(xì)胞類型。而由荷蘭烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)科學(xué)家金伯莉·希萊蒂領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊,，則揭示了來自100個人腦區(qū)域的3300多種不同類型的細(xì)胞,。
科學(xué)家表示，人腦確實存在一些獨(dú)特的細(xì)胞類型,，例如人類視覺皮層中特有的幾種神經(jīng)元,。但總體而言，人腦的細(xì)胞類型與其它物種的細(xì)胞類型并無太大差異,。
在此基礎(chǔ)上,，人腦與其它動物大腦的差異主要表現(xiàn)在大腦某些區(qū)域細(xì)胞類型的相對比例，以及這些細(xì)胞表達(dá)基因的不同方式,。換句話說,，人腦與其它動物大腦的不同之處并不在于“成分”本身，而是這些“成分”的分布位置和組合方式,。
以人類和小鼠的大腦皮層為例,，這兩個區(qū)域都負(fù)責(zé)處理聽覺信息。然而,，小鼠大腦皮層中興奮性神經(jīng)元的比例更高,；而人類大腦皮層則含有更多非神經(jīng)元細(xì)胞，如星形膠質(zhì)細(xì)胞,、少突膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞,。此外，即便是同樣的細(xì)胞類型,，在不同物種中也可能呈現(xiàn)出不同形態(tài),。
中間神經(jīng)元數(shù)量龐大
科學(xué)家認(rèn)為，神經(jīng)元之間形成的錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),，可能是賦予人腦多種不同功能和獨(dú)特專長的重要因素,。
2022年，《科學(xué)》雜志刊發(fā)論文,，深入比較了從小鼠,、獼猴和人類大腦皮層采集的樣本中2000多個腦細(xì)胞之間的160萬個連接。結(jié)果顯示,，人類擁有一個更龐大的中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),，其中間神經(jīng)元的數(shù)量是小鼠的2.5倍，且人類中間神經(jīng)元之間連接的數(shù)量是小鼠的10倍,。
這類中間神經(jīng)元在神經(jīng)系統(tǒng)中扮演著重要角色,。它們通過抑制或減弱神經(jīng)元的活動和興奮性，巧妙地調(diào)節(jié)著神經(jīng)系統(tǒng)的功能活動,。
如此龐大的中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),，或許可以延長近期事件在神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中的保存時間,，從而讓“記憶”更長久地留存。
緩慢發(fā)育成就無限可能
在探索大腦奧秘的征途中,，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)人腦與其它物種大腦之間一個令人深思的差異——“踩剎車”機(jī)制,。
大腦發(fā)育的速度因物種而異，但人腦的發(fā)育過程尤為漫長,。例如,，小鼠大腦在其壽命5%時就已發(fā)育完全；獼猴和黑猩猩在其壽命的三分之一時大腦發(fā)育完全,。但人腦需要約30年光陰,，來生長、成熟并精心織就內(nèi)部的連接網(wǎng)絡(luò),，這幾乎占據(jù)人類平均壽命的一半,。
科學(xué)家認(rèn)為，這種緩慢的發(fā)育節(jié)奏為人腦的生長提供了更多可能性,。在這段漫長的歲月中,，大腦能夠孕育出更多的神經(jīng)元，培育出更為豐富和復(fù)雜的連接,。同時,，這也讓大腦有了更多時間來適應(yīng)這個瞬息萬變的世界。
責(zé)任編輯：邢敏
