网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

科学家:在人类出生前,有两种神秘的力量帮助构建了人脑

0
分享至

一颗受精卵怎么长成一个有思考、有记忆、有语言能力的人?

这个问题的答案藏在胎儿时期的大脑里。



那里有一群特殊的干细胞(外放射状胶质细胞),他们就像施工队一样,一点点的搭建出整个大脑皮层。

而最近(26年8月和9月)两项发表在顶级期刊《细胞》和《科学》上的研究发现,这群特殊的细胞组建大脑皮层有一套之前我们从未知晓的机制,它们一直在听从某种信号,而指挥它们的,是两种此前都未被注意到的力量。

外放射状胶质细胞

每个人的大脑皮层,也就是负责思考、记忆和语言的这层薄薄的脑组织,在胎儿时期是由一群神经干细胞一点点建起来的。

这群干细胞很特别:它们既能自己繁殖变多,又能变成各种各样的脑细胞,有的负责传递兴奋信号,有的负责刹车,有的负责后勤。

人类的大脑皮层之所以比其它物种大得多、沟回也复杂得多,很大程度上就是因为这群干细胞在人类胎儿时期特别强的分裂和分化。



但有一个问题:它们是怎么知道什么时候该繁殖、什么时候该变成哪种细胞的?

以前科学家只知道它们会长大、会分化,但谁在下命令一直没有搞清楚。

美国加州大学洛杉矶分校的巴杜里教授团队,从两个完全不同的角度回答了这个问题。

第一股力量

以前大家觉得,细胞里的新陈代谢就是后勤部门,像什么提供能量、基础分子材料了。

但《细胞》这项研究发现,代谢不只是后勤,细胞的代谢活动本身,就可以左右干细胞会变成哪一类脑细胞。



在这次研究中,研究人员同时用了两种实验材料:一种是自愿捐献的人类胎儿脑组织,另一种是在培养皿里用干细胞培养出来的迷你大脑。

他们把发育过程中细胞的代谢从头到尾画了一张详细图谱。

结果发现,当胎儿大脑开始大批量制造神经细胞的时候,细胞里有一条叫"磷酸戊糖途径"的代谢通路会突然全速运转。

这条通路不完全用来产生能量,它主要干一件事:生产细胞快速分裂所需的各种基础分子。

这正好匹配外放射状胶质细胞高速增殖、源源不断制造神经元的节奏。



那如果不给提供足够的能量,或者抑制这条通路会怎样?

实验结果很清楚:这群细胞的分化选择会发生明显偏转。

原本大量生成的深层和上层兴奋性神经元比例下降,而外放射状胶质细胞和星形胶质细胞的比例上升,抑制性神经元也有所增加。

而最关键的一个实验叫回补验证。

研究人员往培养皿里加了核糖,磷酸戊糖途径的核心产物。

结果,这群细胞又慢慢回到了原来的轨道,该产什么细胞就产什么细胞,细胞里的能量水平也恢复了正常。

这说明不是单纯缺营养导致的问题,而是这条代谢通路本身直接参与干细胞的命运抉择。

第二股力量

如果代谢是干细胞的内部信号,那第二种力量就来自大脑的另一个地方——丘脑。



丘脑深埋在大脑内部,你可以把它想成一个总机:全身的感觉信号都要经过它,再转发到大脑皮层。

科学家很早以前就发现,人类胎儿发育极早期,丘脑就会长出长长的神经纤维伸向大脑皮层。

但这个时期皮层的神经元还远未成熟,根本未能建立起常规的神经信号突触。

所以这些纤维提早抵达,其目的一直是个谜。

巴杜里团队这次用迷你丘脑和迷你皮层在培养皿里拼在一起,让它们自己长,终于看清了答案:这些早期神经纤维瞄准的对象并不是成熟神经元,而是外放射状胶质干细胞。



丘脑长出的神经纤维和外放射状胶质细胞发生实实在在的物理接触,依靠一对蛋白分子完成对接:丘脑神经纤维表面的NRXN1,和胶质细胞表面的NLGN1相互结合。

接收到该信号之后,外放射状胶质干细胞会制造更多兴奋性神经元,尤其是偏向生成大脑皮层上层神经元,而这类上层神经元,正是人类演化中扩增最明显、支撑高级认知功能的细胞群体。

研究还通过基因敲除证明,一旦阻断NRXN1,丘脑与干细胞之间的物理接触和后续的神经促进效应都会减弱。



两项研究的本质

两项研究,一个研究看的是细胞内部代谢,另一个看的是大脑区间物理接触,两件事看起来毫不相干,但它们说的其实是同一个道理:

外放射状胶质干细胞不是闷头只干活,它们一边听着自己内部的消息,一边感受着来自远处的物理触碰,它们根据这些信息随时调整自己的分化方向。

正是这种灵活的变化,才让人类大脑最终长得这么复杂、这么精巧。

巴杜里教授说,这些研究最大的启发是:代谢和物理连接从来都不只是发育的辅助配套,它们本身就是决定干细胞命运的重要指令。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
名古屋亚残运会严重错误:本该奏中国国歌 播放的却是韩国国歌

名古屋亚残运会严重错误:本该奏中国国歌 播放的却是韩国国歌

念洲
2026-10-21 21:02:18
日本男团无缘决赛!张本智和单局被轰0-11 松岛辉空0-3遭横扫

日本男团无缘决赛!张本智和单局被轰0-11 松岛辉空0-3遭横扫

念洲
2026-10-22 15:31:18
宇树科技王兴兴:目前物理AI已经看到被击穿的苗头

宇树科技王兴兴:目前物理AI已经看到被击穿的苗头

财联社
2026-10-22 11:38:04
相恋7年、分手12年,心理学大V武志红和李雪公开发文互撕,吵上热搜

相恋7年、分手12年,心理学大V武志红和李雪公开发文互撕,吵上热搜

露珠聊影视
2026-10-21 17:54:43
从一对孟加拉国小夫妻被沙特“斩首”说起

从一对孟加拉国小夫妻被沙特“斩首”说起

百味朱砂
2026-10-21 11:18:15
班凯罗你太狠了,首秀就创造80年NBA独一无二纪录,2.3亿真不贵

班凯罗你太狠了,首秀就创造80年NBA独一无二纪录,2.3亿真不贵

大西体育
2026-10-22 11:38:05
2026 年的养老金涨幅,为什么还憋着不出?

2026 年的养老金涨幅,为什么还憋着不出?

大何日拱一卒
2026-10-22 15:24:29
一句流传几十年的口号:“只生一个好,政府来养老”,原来并不是原文

一句流传几十年的口号:“只生一个好,政府来养老”,原来并不是原文

十为先生
2026-10-22 14:26:11
突发!问界事故司机已遇难,警方/问界回应来了

突发!问界事故司机已遇难,警方/问界回应来了

大厂财经社
2026-10-22 08:08:36
让人寒心!莫大留学生陈宇昕被开除遣返,其归国照片流出,“满脸毫无悔意”引发众怒

让人寒心!莫大留学生陈宇昕被开除遣返,其归国照片流出,“满脸毫无悔意”引发众怒

火山詩话
2026-10-22 06:55:10
重大改革!省委书记现场宣布:启用

重大改革!省委书记现场宣布:启用

政知新媒体
2026-10-21 22:58:08
从水花消失到敏感消失,薇诺娜携手全红婵开启「特护冠军之夜」

从水花消失到敏感消失,薇诺娜携手全红婵开启「特护冠军之夜」

经济发展网
2026-10-19 17:31:30
A股收评:三大指数集体下跌,超5000只个股飘绿,工程机械等板块逆势领涨

A股收评:三大指数集体下跌,超5000只个股飘绿,工程机械等板块逆势领涨

财中社
2026-10-22 15:09:10
难以置信!日本年轻人街头受访:谁炸了珍珠港?竟不约而同说是中国

难以置信!日本年轻人街头受访:谁炸了珍珠港?竟不约而同说是中国

小徐讲八卦
2026-10-22 06:31:05
一日本高管防火期硬闯禁区偷钓极危鱼类,开的日产车烧毁了蒙古八成保护区

一日本高管防火期硬闯禁区偷钓极危鱼类,开的日产车烧毁了蒙古八成保护区

老郭在学习
2026-10-21 15:32:12
妈妈起诉游戏公司,要求返回孩子的充值,结果工作人员多退了33627.6元,她不肯退回,还伪造了AI录音;法官:她心存侥幸,被严厉训诫

妈妈起诉游戏公司,要求返回孩子的充值,结果工作人员多退了33627.6元,她不肯退回,还伪造了AI录音;法官:她心存侥幸,被严厉训诫

南方都市报
2026-10-19 22:41:47
杭州富豪为瘫痪女儿招婿,穷小伙咬牙接受,新婚当晚他却傻眼了

杭州富豪为瘫痪女儿招婿,穷小伙咬牙接受,新婚当晚他却傻眼了

牛魔王与芭蕉扇
2025-03-10 11:10:01
纳税起征点调整!2026年起执行!

纳税起征点调整!2026年起执行!

新浪财经
2026-10-22 10:52:38
女子在社交平台上收到陌生私信,对方称“有急事”,加完微信后只回复了一个字,账号就因遭大量恶意举报被封,对方扬言:打钱就放过你

女子在社交平台上收到陌生私信,对方称“有急事”,加完微信后只回复了一个字,账号就因遭大量恶意举报被封,对方扬言:打钱就放过你

扬子晚报
2026-10-22 12:50:48
乒坛大冷门!男单世界第一惨败被横扫,松岛辉空0-3不敌韩国选手

乒坛大冷门!男单世界第一惨败被横扫,松岛辉空0-3不敌韩国选手

全言作品
2026-10-22 14:33:19
2026-10-22 18:11:00
窥探宇宙1 incentive-icons
窥探宇宙1
分享天文最新消息,宇宙探索视频
343文章数 377关注度
往期回顾 全部

科技要闻

腾讯云谷歌紧急行动!互联网安全出大事

头条要闻

国乒男团晋级决赛:张本智和0比11惨败 松岛辉空遭零封

头条要闻

国乒男团晋级决赛:张本智和0比11惨败 松岛辉空遭零封

体育要闻

卢卡:伦德伯格,欢迎来到NBA

娱乐要闻

芭莎盛典,张小斐因救场实现口碑暴涨

财经要闻

数据中心建设延期潮 谁受伤、谁受益?

汽车要闻

有七座/续航提升 领克900L曝光还可选双色车身+大饼轮毂

态度原创

时尚
家居
教育
亲子
健康

“廓形穿衣法”太火了!这5个法则松弛又好看

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

教育要闻

孩子三观比成绩更重要,这5句话建议家长常说

亲子要闻

自闭症评估做完,你用对了吗?

痘痘能根治吗?皮肤科医生说实话

无障碍浏览 进入关怀版