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皇冠足球投注网:外媒关注:科学家重现古人类“大脑”

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参考消息网10月12日报道 据《日本经济新闻》近日报道,这个世界上曾经有很多可以被称为人类的生物,但在不知不觉间消失了,而我们智人成了唯一的人类。是什么把灭绝的古人类和我们的命运划分开来呢?复原模型虽然不能开口,但用最新培养技术重现的古人类“大脑”却开始述说真相。

培养“迷你大脑”

它与完美的大脑相距甚远,只有豆粒大小,也没有与肉体相连的血管。

500万个脑细胞聚集成球形,大小相当于蜜蜂的大脑。也有人称之为“迷你大脑”。科研人员对现代人类的脑细胞进行操作,用大约4万年前灭绝的尼安德特人的遗传基因替代部分现代人类基因,培养出的“迷你大脑”就变成了尼安德特人的大脑。

加利福尼亚大学圣迭戈分校正在开展大脑比较计划,对象是类似尼安德特人大脑的培养脑和现代人类的大脑。只要把与大脑发育相关的NOVA1基因从现代人类的版本变成尼安德特人的版本,大脑的神经网络就会变得与黑猩猩大脑的神经网络类似。该校教授阿利松·穆奥特里说:“基因的变异可能对人类大脑的发育产生了很大影响。科学家发现尼安德特人和现代人类的遗传基因存在61个差异,接下来将进行详细分析。”

我们并非一直是唯一的人类。4万多年前,还有其他可以被称为人类的存在,主要是生活在欧洲的尼安德特人和生活在亚洲的丹尼索瓦人。为什么只有我们繁衍生息至今,这是一个很大的谜团。

尼安德特人很强壮,也会使用工具。虽然也有观点认为,他们的灭绝与缺乏粮食和疾病相关,但很多科学家一直试图从被认为是智慧源泉的大脑中寻找答案。

东京大学的荻原直道教授利用计算机根据尼安德特人头骨和早期智人头骨化石推测出完整的形状,并比较了他们大脑的大小。他发现,尼安德特人的小脑较小。2018年,他与名古屋大学的田边宏树教授等人一起完成了论文。

现代人类的小脑越大,支持复杂思考的能力就越强。研究团队得出的结论是,尼安德特人的小脑较小,所以无法适应环境的变化。

解读大脑功能

科学家不仅想研究大脑的形状,还想研究大脑的功能,但在通常情况下,像大脑这样柔软的组织是无法成为化石的。但科学的进步不仅带来正确读取化石中遗传信息的方法,还带来遗传基因编辑技术。现在,古人类的“大脑”正在陆续“苏醒”。

9月初,德国马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的科学家们发表论文称,他们在把与大脑额叶有关的基因TKTL1由现代人类版本换成尼安德特人版本后发现,神经元数量会减少。这也许可以解释为什么尼安德特人的额叶较小。

该研究所的另一项研究显示,尼安德特人版本的“迷你大脑”在带有遗传基因的染色体分布上容易发生缺陷。

接连不断的发现印证了现代人类优秀的一面。但是,活生生的肉体对思考和行动产生了怎样的影响呢?这一问题还有待今后解答。也有人指出,要想揭秘人类兴衰的历史,还需要其他视角。

名古屋大学博物馆教授门胁诚二说:“在大约10万年前,早期智人的小脑就比尼安德特人大。尽管早就存在这样的智人,但尼安德特人的灭绝却发生在4万年前。仅凭突变引起的大脑变化,很难解释尼安德特人灭绝的原因。智人所具备的行为和思考方式成为优势,促成这一点的环境变化是怎么发生的?智人又是如何应对的?弄清这些具体的历史也很重要。”

尽管如此,世界对“迷你大脑”的研究不会停止。因为它们虽然说到底是细胞,却可以让我们与已经消失的古人类“重逢”。马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的费利佩·莫拉·贝穆德斯博士断言,从伦理角度来看,重现古人类的整个大脑是不被允许的,“如果因为某种原因获准重现,而且生物学和技术上的重大问题得到解决,那样的大脑就有可能拥有意识”。

无数的发现凸显了现代人类和古人类的差异,这可能会令现代人类被重新定义。另外,一个现实是,决定现代人类和已灭绝人类命运的是基因突变等偶然事件。

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如果发生了其他情况,在博物馆展柜里与写着“灭绝”字样的牌子放在一起的也许是我们智人。

搜寻关键基因

另据美国有线电视新闻网网站报道,通过研究颅骨化石,科学家们了解到,尼安德特人的大脑即使不比现代人类的大脑稍大,也与之差不多。不过,研究人员对尼安德特人的大脑发育情况了解甚少,因为软组织无法在化石中得到很好的保存。

1848年在直布罗陀福布斯采石场出土的尼安德特女性头骨(路透社资料图片)

现在,9月8日发表的一项有趣研究揭示了一项潜在的差异,它可能令现代人类、即智人相对于石器时代的尼安德特人拥有一项认知优势。尼安德特人曾生活在欧洲和亚洲部分地区,在大约4万年前灭绝。

位于德国德累斯顿的马克斯·普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的科学家们说,他们发现了一种基因突变,它促使智人大脑中神经元的生成速度加快。这种基因被称为TKTL1,尼安德特人的该基因变体与现代人类的该基因变体有一种氨基酸不同。

该研究所教授、研究论文的作者威兰·许特纳说:“我们发现了一种促使我们成为人类的基因。”

在把这两个版本的基因植入小鼠胚胎后,研究团队发现,现代人类的该基因变体导致一种特定类型的细胞增多,这类细胞会在大脑的新皮质区生成神经元。科学家们还在雪貂胚胎和由人类干细胞制成的实验室培育脑组织中测试了这两种基因变体,得出了类似的结果。

发表在《科学》周刊上的研究论文显示,研究团队推断说,这种生成更多神经元的能力很可能使智人拥有与大脑整体大小无关的认知优势,这意味着,现代人类“比尼安德特人拥有更多的新皮质”。

许特纳解释说:“尽管我们不知道尼安德特人大脑中有多少神经元,但我们可以认为,现代人类大脑额叶、也就是TKTL1活动水平最高的部位拥有的神经元数量多于尼安德特人。”

他还说:“人们一直在讨论尼安德特人的额叶是否和现代人的额叶一样大。但我们不需要在意这一点,因为(通过这项研究)我们知道,现代人的额叶中肯定有更多的神经元……我们认为这对于认知能力来说是一项优势。”

探索认知差异

加利福尼亚大学圣迭戈分校医学院教授阿利松·穆奥特里说,尽管动物实验揭示了现代人类和尼安德特人在神经元生成方面“存在相当大的差异”,但类器官研究揭示的差异比较微妙。他没有参与这项研究。他在电子邮件中说:“这项研究仅在一个细胞系中进行,由于我们涉及大脑类器官的这种科学实验计划有很大的可变性,因此用第二个细胞系来重复实验是理想的做法。”

穆奥特里指出,TKTL1基因的古代版本也可能并非尼安德特人独有。大多数基因组数据库都侧重于西欧人,世界其他地区的人类可能拥有跟尼安德特人相同版本的这种基因。他说:“我认为,现在就说尼安德特人与现代人类在认知方面存在差异还为时过早。”

近年来的考古发现表明,与通俗文化描述的野蛮穴居人可能给人留下的印象相比,尼安德特人其实更加精明。他们知道如何在寒冷和温暖的气候中生存,也会使用复杂的工具。他们还会制作纱线、游泳以及创作艺术作品。

研究论文的共同作者、位于德国莱比锡的马克斯·普朗克进化人类学研究所的遗传学家斯万特·佩博开创性地对尼安德特人骨骼中的古代脱氧核糖核酸进行了提取、排序和分析。

得益于他的研究成果,科学家2010年发现,早期人类曾与尼安德特人杂交。科学家随后将尼安德特人的基因组与现存人类的基因记录进行了比较,以弄清我们与尼安德特人的基因有哪些重叠之处和不同之处:TKTL1只是已发现的存在差异的数十种基因之一,而一些共有的基因可能对人类健康具有意义。

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