研究人員在Science、Science Advances和Science Translational Medicine等期刊上發(fā)表了一系列包括21項研究的成果，詳細展示了人類和非人靈長類動物的大腦在細胞水平上的圖譜，這一圖譜前所未有地詳盡。研究團隊的共同努力揭示了3,000多種人類大腦細胞類型，揭示了人類與其他靈長類動物的差異之處。這種以前所未有的細節(jié)了解人類大腦將有助于確定特定突變對哪些細胞類型影響最大，以及導致神經(jīng)疾病的根本原因。此外，這將有助于更深入地理解我們作為一個物種的本質(zhì)。

這些研究詳細描述了人類大腦和非人靈長類動物大腦中細胞的異常復雜多樣性，研究鑒別了細胞組織和基因調(diào)控在人類大腦和非人靈長類動物大腦中的相似之處和不同之處。

這項研究工作是美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）的“大腦通過創(chuàng)新性神經(jīng)技術推進研究”（BRAIN Initiative）的一部分，該計劃始于2014年。這個系列研究是美國國立衛(wèi)生研究院的BRAIN Initiative細胞普查網(wǎng)絡（BICCN）計劃的一部分，該計劃于2017年啟動。這項研究是首次將最初在小鼠中開發(fā)并應用的用于識別腦細胞亞型的技術應用于人類大腦。

在這系列研究中，有三篇文章首次呈現(xiàn)了成年人大腦中細胞的圖譜，繪制了大腦的轉(zhuǎn)錄和表觀基因組的特征。

另一篇研究比較了人類大腦和幾種非人靈長類動物大腦（黑猩猩、大猩猩、獼猴和卷尾猴大腦）的細胞和分子特性，發(fā)現(xiàn)人類大腦和非人靈長類動物大腦皮層中的細胞類型、比例和空間組織存在明顯的相似性。對不同物種皮層細胞的基因表達的研究表明，人類演化中基因表達的相對小幅變化導致了神經(jīng)連線和突觸功能的變化，這可能是人類大腦擁有更大可塑性的原因，從而支持了人類大腦適應、學習和變化的能力。

一項研究探討了卷尾猴不同腦區(qū)細胞的特性，發(fā)現(xiàn)成年大腦中的細胞性特性與發(fā)育期的細胞特性存在聯(lián)系。這一發(fā)現(xiàn)表明，發(fā)育期編程是在細胞形成時嵌入的，一些在成年時可觀察到的細胞特性可能早在生命的早期就已經(jīng)形成并保持不變。

對大腦新皮質(zhì)外層神經(jīng)元的解剖學和生理學的探索揭示了人類大腦與小鼠大腦之間的差異，這表明這一腦區(qū)可能是進化的熱點，人類的變化反映了對調(diào)控更為復雜大腦電路的更高需求，包括認知、運動指令和語言。

此外，來自Science Advances的一組研究論文中，還涵蓋了一系列主題，如人類快速抑制性神經(jīng)元的研究，以及早期炎癥對人類大腦發(fā)育的影響。研究發(fā)現(xiàn)，炎癥主要影響了抑制性神經(jīng)元的兩個亞型，包括普金耶神經(jīng)元和高爾基神經(jīng)元。

總的來說，這些研究代表了在細胞層面深入了解人類大腦復雜性的一項重大進展，以及它對腦科學各個方面的影響。

編輯：王洪

排版：李麗