揭示小大脑在人类认知飞跃中的作用

海德堡的科学家揭示了控制人类小脑和其他哺乳动物中各种细胞类型形成的遗传机制。

人类更高认知能力的进步主要与新皮质的生长有关，新皮质是有意识思维、运动和感官知觉的关键大脑区域。然而，海德堡大学分子生物学中心的 Henrik Kaessmann 教授解释说，研究人员越来越多地意识到，“小脑”或小脑在进化过程中也在不断扩大，并且可能有助于赋予人类独特的能力。

他的研究团队与海德堡霍普儿童癌症中心的 Stefan Pfister 教授博士一起绘制了人类、小鼠和负鼠小脑细胞发育的全面遗传图谱。这些数据的比较揭示了哺乳动物 1.6 亿年进化过程中小脑发育的祖先和物种特异性细胞和分子特征。

“尽管小脑(位于颅骨后部的结构)包含整个人脑中约 80% 的神经元，但长期以来，它被认为是一个具有相当简单细胞结构的大脑区域，”Kaessmann 教授解释道。然而，分子生物学家表示，近年来，越来越多的证据表明这种结构存在明显的异质性。

人类、小鼠和负鼠小脑细胞发育的遗传图谱揭示了小脑发育的祖先和物种特异性细胞和分子特征。图片来源：马里·塞普

海德堡研究人员现已对人类、小鼠和负鼠正在发育的小脑中的所有细胞类型进行了系统分类。为此，他们首先使用单细胞测序技术从近 400,000 个单个细胞中收集了分子谱。他们还采用了能够对细胞类型进行空间映射的程序。

浦肯野细胞和认知功能

根据这些数据，科学家们指出，在人类小脑中，浦肯野细胞(小脑中具有关键功能的大型复杂神经元)的比例几乎是胎儿发育早期阶段小鼠和负鼠的两倍。这种增加主要是由浦肯野细胞的特定亚型驱动的，这些亚型首先在发育过程中产生，并可能与成熟大脑中参与认知功能的新皮质区域进行通信。

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