人能成為“萬物之靈”，主要得益于高度發達的大腦。腦部的最外層有著彎曲褶皺的部分，叫做皮質(又稱灰質)，包含有140億個以上的神經細胞，控制著人類的感知、思想、情緒和行為等。
近日，來自中科院上海生科院計算生物學所的馬普青年科學家小組組長菲利普研究員帶領團隊通過測量不同年齡段的人、黑猩猩和恒河猴大腦和小腦皮質中上百種代謝物的含量，發現了腦部代謝物質含量的變化規律。這一研究成果能夠協助科學家了解大腦如何工作，有望揭示出腦部代謝對人特有的認知能力(如理解能力，思維能力和語言能力)的影響。目前，這一研究成果已發表在美國《國家科學院院刊》(PNAS)上。
記者：人腦與其他動物的大腦有何不同?
菲利普：每種動物都有大腦，但人腦是獨一無二的，是人類智能的最主要的器官。人的大腦外形像兩只對合的碗，左右兩個半球有不同的分工，比如左腦主要負責語言和邏輯思維，而右腦則主管空間、形象和藝術思維，人的音樂感受力也來自右腦。
人的大腦細胞數超過全世界人口總數2倍多，每天可處理8600萬條信息，其記憶貯存的信息超過任何一臺電子計算機。可以說，與任何動物相比，人類都具有無法比擬的智能，會思考、會說話、會想象……
記者：為何做這項研究?
菲利普：腦是神經活動最活躍的部位，血液供應、氧的利用和能量的消耗都很大。人腦只占人體總體重的2%，但耗氧量占全身耗氧的20%～50%。長期以來，人腦的特征被認為跟腦部代謝水平有關，特別是對于能量消耗而言，人腦由于體積較大而需要消耗更多的能量。其中，大約人體攝入的總能量的20%被運送到腦部參與代謝，而這一百分比在黑猩猩和恒河猴中分別是11%～13%和2%～8%。
事實上，人腦中含有上千種代謝物，但幾乎沒有人系統測量過人類和其他靈長類腦部代謝物在人類發育和衰老過程中的含量及其變化規律的差異。這次為了弄清這一謎團，我們做了這個研究。
記者：如何進行研究的?
菲利普：我們收集了不同年齡段中49個人、11個黑猩猩和45個恒河猴的大腦和小腦皮質樣本，分別提取這些樣本中的代謝物。這項研究進行了5年。
記者：結果顯示什么?
菲利普：研究發現腦部88%代謝物的含量隨著年齡變化呈現出有規則的變化，而且有77%的變化在不同物種中有差異。
從總體來說，代謝物在物種之間的變化與這些物種的系統進化是一致的，但是人類特異的代謝水平的變化在大腦皮質中是小腦皮質的4倍。從中我們推測出，人類特異的代謝水平的變化除了與年齡相關外，還與合成代謝物的酶含量，機體的興奮度、學習、記憶能力強弱有關系。
記者：這一研究有什么實際意義?
菲利普：通過比較人與黑猩猩、恒河猴中不同代謝物隨著年齡的變化，建立人類從發育到衰老過程中代謝變化的特有之處，不僅獲得了腦代謝的系統科學的認識，同時為有效防治與發育到衰老相關的神經性疾病提供了科學依據與策略。
人物介紹
菲利普(KHAITOVICH Philipp)，俄羅斯人，中科院上海生命科學院計算生物學所青年科學家小組組長，研究領域包括靈長類發育以及衰老中分子水平變化及調控和尋找影響人類大腦發育的分子標識。
