人類(lèi)大腦被譽(yù)為是“進(jìn)化的最高杰作”，但我們對(duì)自己的大腦其實(shí)并不了解。七月二十日，Nature雜志上發(fā)布了迄今為止最準(zhǔn)確的“終極大腦圖譜”。這份圖譜結(jié)合了各種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，將幫助人們解決一個(gè)世紀(jì)以來(lái)有關(guān)大腦區(qū)域劃分的爭(zhēng)議。

地球儀是我們給地球做的模型，上面描繪著山川和河流，還劃分了不同國(guó)家的疆域?，F(xiàn)在，科學(xué)家們也為人類(lèi)大腦皮層制作了一個(gè)這樣的模型，將其中的山峰和峽谷分為180個(gè)獨(dú)立區(qū)域。其中九十七個(gè)區(qū)域是此前未知的。

每一個(gè)獨(dú)立區(qū)域的細(xì)胞有著相似的結(jié)構(gòu)、功能和連接。但各個(gè)區(qū)域之間有著明顯的差異，就像擁有明確國(guó)界和獨(dú)特文化的國(guó)家，華盛頓大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家David Van Essen指出。

為了更好地了解其工作機(jī)制，神經(jīng)學(xué)家一直在嘗試劃分大腦區(qū)域。此前最經(jīng)典的一張大腦圖譜將大腦皮層分為52個(gè)區(qū)域，這主要依據(jù)組織中的細(xì)胞排列。近年來(lái)人們開(kāi)始通過(guò)磁共振成像（MRI）技術(shù)構(gòu)建大腦圖譜，比如用功能磁共振成像（functional MRI）測(cè)定大腦血流對(duì)不同思維任務(wù)的應(yīng)答。

然而，絕大多數(shù)這樣的圖譜只基于某一種測(cè)定結(jié)果。這會(huì)帶來(lái)不完全甚至是誤導(dǎo)性的信息，新加坡國(guó)立大學(xué)的計(jì)算神經(jīng)學(xué)家Thomas Yeo說(shuō)。Essen等人構(gòu)建的新圖譜使用了多項(xiàng)MRI測(cè)定結(jié)果，“這大大增加了它的可信度。”

華盛頓大學(xué)神經(jīng)學(xué)家Mathew Glasser領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)，收集了人類(lèi)連接組項(xiàng)目(Human Connectome Project)中210名健康青年的大腦成像數(shù)據(jù)。他們采用的數(shù)據(jù)包括皮層厚度、大腦功能、區(qū)域間的連接、大腦組織的細(xì)胞組織形式以及髓鞘水平。髓鞘是一種加速神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)的脂質(zhì)。

Glasser在大腦皮層中尋找屬性顯著改變的區(qū)域，由此在大腦圖譜上繪制邊界。“如果你沿著大腦皮層慢慢走，就會(huì)發(fā)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立屬性在某個(gè)地點(diǎn)發(fā)生了改變，”。他們驗(yàn)證了此前發(fā)現(xiàn)的83個(gè)大腦區(qū)域，鑒定了97個(gè)新的大腦區(qū)域。研究人員還在另外210名志愿者的大腦中測(cè)試了這份圖譜的準(zhǔn)確性。研究顯示，Glasser等人繪制的圖譜是正確的，不過(guò)大腦區(qū)域的大小存在個(gè)體差異。這可能與個(gè)體的認(rèn)知能力和疾病風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。

當(dāng)然這份圖譜并不是盡善盡美的。它沒(méi)有揭示多少大腦的生化基礎(chǔ)，也沒(méi)有體現(xiàn)單個(gè)神經(jīng)元的活性。“這就像是在用Google地圖觀察你家的小區(qū)，”新墨西哥大學(xué)Rex Jung說(shuō)。“你無(wú)法真正看到鄰居的活動(dòng)，也無(wú)法知道他們做什么工作。”

大腦讓我們?nèi)祟?lèi)成為了地球上最高級(jí)的動(dòng)物，但大腦運(yùn)作也消耗了大量的能量。中科院此前的一項(xiàng)研究指出，我們?yōu)榱俗兟斆鞲冻隽撕艽蟮拇鷥r(jià)。相對(duì)于其他靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，人類(lèi)的肌肉力量在進(jìn)化中變得比較弱，以發(fā)達(dá)肌肉為代價(jià)換取了更為復(fù)雜的頭腦。Science雜志特別刊登文章對(duì)此進(jìn)行了報(bào)道。

ENIGMA聯(lián)盟的研究者們對(duì)三萬(wàn)多人進(jìn)行了MRI掃描，并且收集了這些人的遺傳學(xué)信息和其他數(shù)據(jù)。他們鑒定了決定關(guān)鍵大腦區(qū)域大小的八個(gè)遺傳學(xué)變異，它們代表著“人性的遺傳學(xué)本質(zhì)”。研究顯示，這八個(gè)遺傳學(xué)變異能使大腦組織縮小約1.5%，它們有些位于基因內(nèi)部，有些位于關(guān)鍵基因的附近。其中KTN1的影響最大，這個(gè)基因決定著核殼的腦細(xì)胞動(dòng)向。另外還有兩個(gè)基因調(diào)節(jié)該區(qū)域的細(xì)胞數(shù)量，它們也涉及了結(jié)腸癌或免疫系統(tǒng)癌癥。

多倫多大學(xué)的研究人員在Science雜志上發(fā)表文章指出，我們?nèi)祟?lèi)成為地球上最聰明的動(dòng)物得益于一個(gè)關(guān)鍵性分子事件。在脊椎動(dòng)物中，大腦的大小和復(fù)雜程度存在著很大的差異。舉例來(lái)說(shuō)，人類(lèi)和青蛙已經(jīng)獨(dú)立演化了三億五千萬(wàn)年，其大腦功能已經(jīng)有天壤之別。那么這巨大的差距是如何形成的呢？研究顯示，人類(lèi)和青蛙擁有的基因數(shù)相當(dāng)接近，它們的物種差異主要來(lái)自于可變剪接（AS）。PTBP1蛋白的可變剪接控制著神經(jīng)元的生成，幫助哺乳動(dòng)物進(jìn)化出更大更復(fù)雜的大腦。