人腦擁有一致基因設計但生化功能極復雜

據物理學家組織網9月20日（北京時間）報道，艾倫腦科學研究所通過對“艾倫人腦圖譜庫”的大規模深入分析發現，雖然人類群體中存在各種不同的人格，也有著各種認知天才，但人腦卻有著更多的相似性而非不同，不同的人腦有著一致的基因設計藍圖，并擁有極為復雜的生化功能。相關論文發表在最近出版的《自然》雜志上。

這一結果基于對“艾倫人腦圖譜庫”的廣泛分析，尤其是對全部基因的詳細分析，以及整個大腦基因的全結構調查分析。迄今為止，該數據庫通過微陣列技術，描述了人腦每個半球400―500個不同的腦區，涵蓋3個不同人腦的1億多個基因表達。其他研究數據還顯示，全部基因的84%被表達在大腦中，并且不同大腦的表達方式在本質上也都類似。

進一步分析設計圖的相同之處，可揭示出更多的關鍵發現：

――不同個體之間，腦皮質周邊區域比更遠的腦區有著更高的生化相似性。這一發現有助于理解人腦在整個生命期間及在整個進化中的發展。

――左右半球在分子結構上并無明顯差異。這表明通常由大腦一邊來操縱的如語言之類的功能，可能是由兩半球間更細微的差異造成。

――盡管皮層區控制著多樣性功能，但皮層的一致性遠高于其他腦區。這表明整個皮層所用的基本功能要素是相同的，理解一個腦區的詳細工作原理，也將揭開適用于其他腦區的基本原理。

――研究還從分子水平進一步揭示了腦內部的詳細工作原理，而這是開展疾病研究和藥物治療的層次。

――許多以前未描述過的基因在特定的腦區被打開，而且局限在已知的功能基因群中。這表明它們在特定腦功能中發揮著作用。

――突觸聯合基因在整個大腦復雜的排列組合中起作用。這解釋了突觸類型為何豐富多樣，以及它們為何存在顯著的腦區差異，可能是為了支持不同腦區的不同功能。

論文合著者、愛丁堡大學分子神經科學教授塞思?格蘭特說：“看到人腦中的突觸種類的數量如此巨大，我們相當吃驚。突觸基因變異與大量的腦紊亂疾病有關，因此理解突觸多樣性及其在腦中的組織結構是理解這些疾病，開發出對治特效藥的關鍵。”

    論文領導作者之一、艾倫腦科學院副研究員埃德?萊恩表示，該研究顯示了整體分析全腦基因表達的意義，這對人們理解大腦的功能、發展、進化和疾病具有重大影響。（記者 常麗君）

    總編輯圈點

    你可以把“艾倫人腦圖譜庫”看成一臺只針對人腦工作的全球定位系統。它標識出人類基因圖譜中的每個基因在大腦的何處作表達，確定了上千個解剖點上基本的生物化學特性。而陸續揭秘這些基因的相似與差異，讓人們厘清了大腦受損后對特定區域的影響，相應藥物的研發也從而順利定位。真得多謝這探測人腦的巨大工程！對了，圖譜庫名字中的“艾倫”，就是微軟公司的共同創始人之一保羅?艾倫，2002年，他出資一億美元成立了這個腦科學研究所。