近日,中国科学院自动化研究所的脑网络组研究团队携手国内外多家科研机构,共同发布了一项重要的科研成果——黑猩猩脑网络组图谱(Chimpanzee Brainnetome Atlas, 简称ChimpBNA)。该图谱是目前为止最为精细的黑猩猩大脑图谱,为神经科学研究领域带来了全新的视角。
黑猩猩(学名Pan troglodytes)作为人类(Homo sapiens)的近亲,两者拥有共同的祖先,时间可追溯到600万至800万年前。尽管黑猩猩的大脑体积仅为人类的三分之一,但在神经解剖结构和认知功能上,它们与人类有着诸多相似之处,特别是在社会行为、工作记忆以及工具使用方面。这些相似之处使得黑猩猩成为研究人类演化不可或缺的比较对象。
然而,在跨物种神经科学研究中,一个长期存在的挑战在于缺乏标准化的脑部参考系统。过去的比较分析多依赖于细胞结构、髓鞘分布、宏观解剖、功能连接模式等特征来定义不同物种间的大脑皮层同源区域。但由于构建这些图谱所使用的技术和尺度不一致,跨物种的直接比较变得异常困难。
此次研究团队利用脑连接信息,精心绘制了ChimpBNA,并重建了人类和黑猩猩同源的白质纤维束。通过构建连接指纹图,研究团队实现了亚区级别的跨物种脑连接差异分析。这一突破性的成果揭示了黑猩猩与人类大脑皮层连接模式的显著差异,尤其是在外侧颞叶和背外侧前额叶皮层区域,表明大脑皮层演化中的连接性变化远比之前认为的要复杂。
研究还发现,黑猩猩与人类在大脑连接性上存在不对称的区域,这些区域高表达的基因与皮层投射回路和突触形成至关重要的细胞类型密切相关。这一发现提示,这些基因在神经回路演化中扮演了重要角色。
为进一步推动全球科研合作,研究团队已公开了ChimpBNA的表面和体积数据文件,以及支持所有图表的源数据。这一举措将极大促进神经科学领域的研究进展。
通过ChimpBNA,研究人员能够更深入地探索人类认知能力的演化。结合神经影像数据和遗传数据,该图谱为理解人类大脑的演化提供了新的视角和思路。
ChimpBNA的发布标志着神经科学研究领域的一大进步,它不仅为科研人员提供了宝贵的资源,更为探索人类大脑演化之谜打开了新的大门。