教科书要改写？斯坦福团队称大脑的起源是“两半拼成的一个器官”

一颗火星子

教科书要改写？斯坦福团队称大脑的起源是“两半拼成的一个器官”



信息来源： https://www.nature.com/articles/d41586-026-02943-1

《自然》最新报道，几十年来，许多科学家认为，整个大脑都来自同一种“起点细胞”。如今，一批新实验对这幅基本图景提出了挑战：造出大脑这个复杂器官，可能需要的不是一种，而是两种前体细胞。

研究由美国加州斯坦福大学的发育生物学家Kyle Loh等人完成，9月18日发表在《自然·神经科学》（Nature Neuroscience）上。

不过，并非所有人都同意“大脑来自两个互不混合的细胞群体”这一结论，但它在另一个方面赢得了广泛赞誉。

换句话说，“大脑是一个器官”这句话没错，但它是怎么被造出来的，答案可能比想象的更复杂。

“一个起点”的旧图景，出了什么问题



按照过去的理解，大脑就像由一种万能的“种子”一路长成。此前对小鼠胚胎的研究发现，有一个标志性基因广泛表达在大脑前体细胞中。

另一些研究则锁定了两个基因：一个在注定形成大脑前部的前体细胞中表达，另一个在注定形成后部的细胞中表达。

打个比方，就像盖一栋房子，人们过去以为是一支施工队从头干到尾，现在的证据则暗示，可能是两支施工队分别盖了前半栋和后半栋，最后再拼在一起。

但一个关键问题一直悬而未决：这些不同的细胞群，是否真的严格被“预订”了各自的命运？如果只是标记不同，而命运可以改变，那么“一个起点”的说法依然成立。

Loh的团队正是想回答这个问题，他们要弄清楚后脑细胞在胚胎里最早的来历。

三组实验：从小鼠到人类干细胞再到海洋蠕虫



团队先用组织染色和RNA测序，仔细观察受孕后7.5天的小鼠胚胎。结果，他们已经能看到两个互相排斥的大脑前体细胞簇。

接着，他们用红色荧光标记表达“后脑基因”的前体细胞，追踪这些细胞最终去了成熟大脑的哪里。Loh说，后半部分的大脑是红色的，前半部分则不是。

第二组实验用的是人类多能干细胞，它们可以发育成几乎所有类型的成体组织。研究者诱导这些细胞变成两种早期大脑细胞，再用化学信号测试它们的命运是否已经注定。

一种细胞在接到“造前脑和中脑”的信号时顺利成熟，但当接到“造后脑”的信号时，却拒绝推进，这说明它们的命运已经被锁定。

值得注意的是，这三组实验分别回答了不同的问题：小鼠胚胎回答“命运何时分开”，人类干细胞回答“命运能否改变”，多种动物则回答“这是不是普遍现象”。

最后，团队在猴子、鸡、斑马鱼等多种动物中寻找这两类前体细胞，无论看到哪里，都能找到，甚至包括一种叫柱头虫的海洋无脊椎动物，这让Loh大为震惊。

他说，人类与柱头虫的最近共同祖先生活在5亿多年前，早于盘古大陆，但那时它的发育中胚胎，看起来就和小鼠胚胎一样。

最没有争议的收获：更高效地“造”后脑运动神经元

即使有人对“两个不混合的群体”存疑，这项工作在另一方面获得了广泛好评：作者找到了一种高效的办法，能引导干细胞长成后脑运动神经元，这在过去是件很难的事。

这类细胞帮助控制吞咽等动作，把它们大量、稳定地培养出来，对研究影响它们的疾病很有价值。

这些疾病包括运动神经元病，也就是渐冻症（ALS）这类令人衰弱的神经退行性疾病。这样的细胞模型，可以让科学家在培养皿里观察疾病如何发生，并测试药物。

研究者认为，这也可能解释了为什么此前许多培养后脑细胞的尝试常常失败：如果起点选错，就像用做面包的面粉去烤蛋糕，怎么调配方都难成功。

争议与提问：这幅新图景还要经受什么考验

新图景的核心是“两种前体、命运锁定”。但科学界对此并非一致同意，有人对“两个群体从不混合”的结论持保留意见。

要真正说服同行，往往需要更多物种、更精细的谱系追踪，以及不同实验室的独立重复。

同时，一个更大的问题也悬而未决：这种“两段式”蓝图，是进化中两套神经系统合并的遗产，还是同一套系统分化的结果？

无论答案是什么，这项研究至少提醒我们：越是看似理所当然的“常识”，越值得被重新检验。

而对更多患者来说，那些安安静静躺在培养皿里的后脑运动神经元，可能比任何宏大的理论都更实在。

来源：头条 人工智能学家

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小黄鸭呀

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大白熊吃草

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包心客

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恐龙高新呀h

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文竹的一天

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包心客

哦有知道的来说说吗，d41586嗯

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先码住，回头再看教科书要改写

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大白熊吃草

后续呢？蹲一个，d41586

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