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鸟类和灵长类动物共享与智力相关的脑细胞类型

2019-04-28 09:20:06 • 来源：

与目标导向行为和认知相关的鸟脑中的神经元细胞类型与哺乳动物新皮层中的细胞类似，哺乳动物新皮层是大脑外表面上发生大多数高阶处理的大型分层结构。

鸟类和灵长类动物共享与智力相关的脑细胞类型

芝加哥大学的科学家在本周发表在“当代生物学”杂志上的一项新研究中表明，鸟脑中的一些神经元形成相同类型的电路，并具有与能够在哺乳动物不同区域之间建立连接的细胞相同的分子特征。新皮质。研究人员发现短吻鳄也分享这些细胞类型，这表明虽然哺乳动物，鸟类和爬行动物的大脑具有非常不同的解剖结构，但它们使用相同的共享脑细胞类型。

“鸟类比你想象的更聪明，而且他们做的很聪明。所以，问题是：他们使用什么样的大脑电路?”Uchicago神经生物学教授，该研究的高级作者Clifton Ragsdale博士说。“这项研究显示，他们使用相同的细胞类型，我们在新皮层中看到的相同类型的连接，但组织方式却截然不同。”

哺乳动物新皮层和鸟脑中的结构称为背侧心室脊(DVR)，从称为端脑的胚胎区域发展而来。然而，这两个区域成熟为非常不同的形状。新皮质由六个不同的层组成，而DVR包含称为细胞核的大簇神经元。

由于这种不同的解剖结构，许多科学家提出鸟DVR不对应于哺乳动物皮层，而是类似于另一种称为杏仁核的哺乳动物脑结构。

2012年，Ragsdale和他的团队证实了加州大学圣地亚哥分校神经科学家Harvey Karten提出的50年前的假设，他提出DVR与新皮层表现出类似的功能，但解剖结构却截然不同。在该研究中，UChicago的研究人员将哺乳动物新皮质的“输入”和“输出”神经元的遗传标记与几种鸟类DVR细胞核中表达的基因进行了匹配。

In the new study, led by graduate student Steven Briscoe, the team found that other populations of neurons in the bird DVR share molecular signatures with neocortical intratelencephalic cells, or IT neurons. These IT neurons form a critical link in the circuitry of the neocortex. They help communicate between different neocortical layers and across cortical areas from one side of the brain to the other. The team then extended their work frombirdsto reptiles and identified IT neurons in a similar place in the alligator DVR.

布里斯科说：“鸟类DVR的结构看起来与哺乳动物新皮质无关，这在历史上一直是比较神经科学中的一个大问题。”“Anatomists已经讨论了如何比较DVR和新皮质超过一个世纪，我们在鸟DVR中识别IT神经元有助于解释这种不同的大脑结构如何产生类似的行为。”

该研究表明，鸟类和灵长类动物独立进化智能的可能性很大，开发了大量不同的大脑结构，但从相同的细胞类型开始。

“输入细胞类型，输出细胞类型和内部细胞类型都是保守的。它们不仅存在于我们所知的哺乳动物中，而且存在于非鸟类爬行动物中，如鳄鱼和鸟类爬行动物，或鸟类，”Ragsdale说。“它开始澄清进化的地方和方式，我们得到了这个奇妙的结构，即新皮质。”

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