如何建立一个大脑发现来解答进化之谜

伦敦国王学院(King's College London)的研究人员发现了大脑形成的一个基本过程，这可能对理解自闭症和癫痫等神经发育状况具有深远意义。

该研究发表于自然由维康信托基金资助的，还解答了一个进化之谜，即不同类型的大脑细胞可能会在大脑大小差异很大的物种之间维持。

大脑皮层是人类大脑中最大的区域，负责许多高级能力，如学习、记忆和计划未来行动的能力。大脑皮层主要包含两种类型的大脑细胞:兴奋性和抑制性神经元这可以更简单地定义为“去”和“不去”神经元。

兴奋性的“去”神经元处理信息，并向其他神经元发出指令，告诉它们该做什么。抑制性“不去”神经元限制兴奋性神经元的活动，这样它们就不会同时去。过多的“去”会导致癫痫中神经元的过度放电，而过多的“不去”会导致认知问题。

研究人员通过研究发育中的老鼠的大脑，发现了“去”和“不去”神经元的数量是如何达到正确平衡的。由于这两种细胞类型在所有哺乳动物中的比例非常相似，这一发现很可能适用于人类。

来自精神病学、心理学和神经科学研究所(IoPPN)发展神经生物学中心的资深作者Oscar教授Marín说:“就像自然界中的许多基本事物一样，我们已经发现的过程是优雅的，可能非常重要。”

“这项研究填补了我们对大脑是如何形成的理解上的一个巨大空白，很简单地解释了兴奋和兴奋之间的平衡。抑制性神经元在哺乳动物进化过程中，大脑皮层一直保持不变。这一过程可能对人类大脑的扩张起到了关键作用。”

通过操控胚胎发育关键时期的小鼠脑细胞，研究人员证明，一旦“去”神经元的数量建立，“去”神经元的数量就会调整。

IoPPN Marín实验室的共同首席作者金加·贝尔森尼博士解释说:“如果我们把大脑活动想象成一场对话，神经元必须彼此连接才能交谈。”在出生后的前两周，‘不去’神经元能够感觉到自己是否孤独，如果找不到愿意与之交谈的‘去’神经元，它们就会死亡。”

研究人员发现，“去”神经元通过阻止一种名为PTEN的蛋白质的功能，拯救了“不去”神经元。PTEN基因编码的突变与自闭症密切相关，这表明当PTEN功能不正常时，就会有不够多的“不正常”神经元死亡，从而破坏细胞类型的平衡，导致一些自闭症患者的信息处理出现问题。

IoPPN Marín实验室的联合首席作者Fong Kuan Wong博士说:“同时也发现了一种生物过程大脑我们的研究结果表明，这一过程的中断可能是神经发育障碍的根本原因。了解如何平衡细胞类型在大脑皮层在自闭症和癫痫等疾病中出现紊乱可能会带来新的治疗方法。”

研究人员目前正在研究老鼠体内有太多“不去”神经元的后果，以及这可能与自闭症等人类状况有何关联。

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