研究人员为大脑进化提供线索

通过研究人脑中异常小的大脑大小的基因的失活，研究人员创造了第一只神经系统突变的雪貂。霍华德休斯医学研究所(HHMI)研究员Christopher Walsh表示，虽然这项工作的最初动机是研究人类大脑的疾病和发育，但研究结果也阐明了人类大脑在进化过程中是如何扩张的。

波士顿儿童医院的沃尔什(Walsh)说，“我接受过神经学家的培训，研究过患有发育性脑病的儿童。”“我从没想过我会盯着人类的进化史看。”

他和他的同事以及耶鲁大学的Byoung-Il Bae实验室在2018年4月11日的杂志《自然》上报告了这项工作。

通常，人类大脑的外层(称为大脑皮层)很大，并且高度折叠。然而，在构建胚胎大脑时，事情可能会出错，导致大脑皮层变得更小。这种情况发生在小头症中，这是一种婴儿的头部和大脑比正常人小得多的情况。小头畸形症可能有遗传根源，也和最近爆发的寨卡病毒有关。

研究人员已经确定了在这种疾病中起作用的基因，其中一些基因对胚胎发育期间大脑皮层的生长至关重要。例如，名为ASPM的基因突变可以将人类大脑的大小缩小50%，使其与黑猩猩的大脑大致相同。

科学家已经在老鼠身上研究了小头症，以更好地了解人类疾病，但从老鼠身上了解人类疾病可能很棘手。老鼠的大脑比人的小1000倍，缺少人类大量存在的几种脑细胞。灭活小鼠的Aspm只能使大脑缩小10%左右。波士顿儿童医院和哈佛医学院艾伦探索中心主任沃尔什表示，这种微妙的缺陷使得这些被称为Aspm基因敲除小鼠的动物对人类皮层发育的了解有限。

这促使Bae和Walsh的团队在大脑皮层更大、更卷曲的哺乳动物中失活或“敲除”Aspm基因，就像人类一样。沃尔什说，雪貂能够满足这一要求，因为它们是有大脑的哺乳动物，能够快速轻松地繁殖。“从表面上看，雪貂似乎是一个有趣的选择，但三十年来，它们一直是大脑发育的重要模型。”

然而，科学家对雪貂遗传学的研究很少。Aspm敲除雪貂的整个想法被认为是一个新概念——有点冒险。2013年，Walsh将其项目推广到HHMI，并获得了实现该项目所需的预算资金。他的团队的Aspm击倒雪貂是有史以来第二次击倒雪貂。这项研究的共同作者之一，爱荷华大学的约翰恩格尔哈特在近10年前进行了第一项关于囊性纤维化的研究。

Walsh、Bae和他们的同事发现，他们的雪貂比老鼠更能准确地模拟小头症。这些雪貂的大脑严重萎缩，大脑重量减少了40%。而且，像患有这种疾病的人一样，皮层和细胞组织的厚度都保留了下来。

此外，雪貂揭示了人脑在进化过程中如何生长的可能机制。在过去的700万年里，人类大脑的大小增加了两倍。这种扩张大部分发生在大脑皮层。

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