PLoS Genet:小脑在人脑的进化中担任了重要的角色

2021-07-19 Viho MedSci原创

小脑是大脑的一部分,它主要负责协调运动技能和包括语言在内的认知加工中的作用,经历了不断的进化,这些变化可能有助于人类文化、语言和工具的使用。

人类与其他物种是不同的,识别作为人类认知和行为特征基础的神经专科的分子基础一直是人们感兴趣的问题。许多关于基因表达和表观遗传标记的人类特异性变化的研究都集中在前额叶皮层,但对小脑在认知和运动加工中的作用的越来越多的认识已经激发了相当多的新研究。

小脑是大脑的一部分,它主要负责协调运动技能和包括语言在内的认知加工中的作用,经历了不断的进化,这些变化可能有助于人类文化、语言和工具的使用。这一新发现发表在PLOS Genetics杂志上。

科学家们研究人类如何进化出非凡的思考和学习能力,经常集中在大脑的前额叶皮层,这是大脑中对执行功能至关重要的部分,比如道德推理和决策。近年来,小脑因其在人类认知中的作用而受到越来越多的关注。研究人员通过寻找人类、黑猩猩和恒河猴之间的分子差异,研究了小脑和前额叶皮层的进化。具体来说,他们检查了这三种物种的两种脑组织的基因组,以找出表观遗传差异。这些修改不会改变DNA序列,但会影响哪些基因被打开或关闭,哪些基因可以被后代遗传。

物种关系,脑结构和样本聚类

与黑猩猩和恒河猴相比,人类在小脑的表观遗传差异要大于前额叶皮层,这凸显了小脑在人脑进化中的重要性。表观遗传差异在涉及大脑发育、脑炎症、脂肪代谢和突触可塑性的基因上尤为明显--即神经元间联系的加强或减弱取决于它们的使用频率。

在新的研究中发现的表观遗传差异对于理解人类大脑是如何运作的,以及其适应和建立新联系的能力是相关的。这些表观遗传差异也可能与衰老和疾病有关。先前的研究表明,人和黑猩猩在前额叶皮层的表观遗传差异与精神疾病和神经退化相关的基因有关。总的来说,这项新的研究证实了在研究人脑如何进化时包括小脑的重要性。

这些研究结果支持了小脑在人脑进化中的重要作用,并表明先前发现的区分人类新皮层的表观遗传特征并不是新皮层独有的。

文章参考:Elaine E. Guevara, William D. Hopkins, Patrick R. Hof, John J. Ely, Brenda J. Bradley, Chet C. Sherwood. Comparative analysis reveals distinctive epigenetic features of the human cerebellumPLOS Genetics, 2021; 17 (5): e1009506 DOI: 10.1371/journal.pgen.1009506

 

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