神經突觸的複雜化驅動大腦進化

2020-12-05 科學網

 

英國科學家日前公布的研究結果表明，物種的聰明程度並非僅由腦容量大小決定，大腦神經突觸分子結構的不斷複雜化，可能是導致人等物種進化出聰明大腦的主要驅動力。

 

學術界此前一種比較普遍的看法認為，無論是低級的蠕蟲還是人，多數動物大腦神經突觸的蛋白質成分都是相似的，只是大型動物大腦的神經突觸數量更多，使得它們具有更複雜的思維。由於腦容量大小是神經突觸多少的最好體現，按照這種看法，腦容量較大的人類比其他物種具有更多大腦神經突觸，因而也更聰明。

 

但英國韋爾科姆基金會桑格研究所的科學家在新一期《自然—神經學》雜誌上報告說，他們的研究結果不支持「更多神經突觸」意味著「更佳智能」的看法。

 

科學家在研究中發現，不同物種神經突觸中的蛋白質數量明顯不同，無脊椎動物神經突觸中的蛋白質數量只有哺乳動物的約50%，而單細胞動物神經突觸中的蛋白質數量只有哺乳動物的約25%。

 

這項研究的負責人塞思·格蘭特說，神經突觸中的蛋白質數量和複雜性在數十億年前多細胞動物出現時首次迅速增加，並在5億年前隨著脊椎動物出現而再次快速增加。他們的研究還顯示，在動物進化出容量較大的大腦之前，一些動物就已經具有複雜的「大」神經突觸。這意味著神經突觸分子結構的不斷複雜化，可能是包括人在內的物種大腦進化的必要條件。

 

格蘭特比喻說，神經突觸進化猶如計算機晶片升級，逐漸增加的複雜性使晶片具有更強的功能，那些具有「最強功能晶片」的動物就能做最複雜的事。

 

神經突觸是神經與神經之間的連接處，一個細胞的電信號經神經突觸的一系列生物化學「開關」向另一個細胞傳遞。然而神經突觸不僅僅是神經與神經的連接接頭，它們還是「微處理器」，可使神經系統擁有學習和記憶的特性。（來源：新華網 葛秋芳）

 

（《自然—神經學》（

Nature Neuroscience

），doi:10.1038/nn.2135，Richard D Emes, Seth G N Grant）

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