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我们独特的大脑如何在怀孕中期形成

导读 受孕后大约四五个月,人类胎儿的前额叶皮层 (PFC) 开始突触生长。在这个错综复杂的联系中,发育中的大脑获得了独特的特性,使人类能够进

受孕后大约四五个月,人类胎儿的前额叶皮层 (PFC) 开始突触生长。在这个错综复杂的联系中,发育中的大脑获得了独特的特性,使人类能够进行抽象思维、语言和复杂的社交互动。

但是,发生这种突触开花并导致大脑发生如此深刻变化的分子成分是什么?在 9 月 29 日发表在《自然》杂志上的两篇论文中,耶鲁大学的研究人员确定了发育中的人类大脑中基因表达和结构的关键变化,使其在所有动物物种中独一无二。

研究人员表示,这些见解可能对理解常见的发育或大脑疾病具有深远的意义。

耶鲁大学哈维和凯特库欣神经科学教授、比较医学教授 Nenad Sestan 说:“令人惊讶和失望的是,我们仍然不知道是什么使人脑与其他密切相关物种的大脑不同。”遗传学和精神病学,两篇论文的资深作者。“知道这一点不仅是解释我们作为一个物种的好奇心——它还可以帮助我们更好地了解精神分裂症和自闭症等神经精神疾病。”

在这些研究中,Sestan 的实验室团队对人类、猕猴和处于胎儿发育中期的小鼠的前额叶皮层中发生的基因表达进行了广泛的分析,然后确定了物种之间的异同。

他们发现,决定在这些物种发育中的大脑中观察到的异同的一个关键因素是视黄酸的浓度,或 RA,维生素 A 的副产品。 视黄酸对每个器官的发育至关重要,在所有动物中都受到严格监管。RA过多或过少都会导致发育异常。

在第一篇论文中,由来自耶鲁大学医学院的 Mikihito Shibata 和 Kartik Pattabiraman 领导的一个研究小组发现,在妊娠中期,这是形成神经回路和连接的最关键时期,PFC 中的 RA 增加。在这个阶段,在小鼠和猕猴中也发现了 RA 的这种增加。

当研究人员阻断小鼠前额叶皮层中的 RA 信号时,这些动物未能在人类大脑中对工作记忆和认知至关重要的区域形成特定的回路和连接。在人类中,同样的通路在精神分裂症和自闭症谱系障碍患者的发育过程中也被破坏,这表明这些疾病在发育过程中可能有相似的根源。

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