大腦中的脂肪可能有助於解釋人類智慧的進化

高階大腦區域積累的脂質變化遠多於黑猩猩的大腦

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忘掉“笨蛋”這個侮辱性詞語吧。我們可能實際上要將我們非凡的智慧歸功於我們大腦中的脂肪。二月份發表在《神經元》雜誌上的一項研究揭示,人類新皮層(負責語言等高階認知功能的大腦區域)中發現的脂肪分子種類在人類與猿類分離後以異常快的速度進化。

研究人員分析了從人類、黑猩猩、獼猴和小鼠的大腦、腎臟和肌肉組織樣本中提取的5,713種不同脂質或脂肪分子及其衍生物的濃度。脂質在所有細胞中都具有多種關鍵功能,包括作為細胞膜的主要成分。它們在大腦中尤其重要,因為它們能夠實現神經元之間的電訊號傳輸。然而,直到這項研究,人類大腦中的脂質是否與其他哺乳動物的脂質顯著不同仍然是未知的。

該團隊發現,在人類大腦樣本(尤其是來自新皮層)中發現的各種脂質水平非常突出。根據大量的進化證據,人類和黑猩猩大約在同一時間從共同祖先分化出來。德國萊比錫馬克斯·普朗克進化人類學研究所的計算生物學家和研究負責人卡西亞·博澤克解釋說,由於這兩個物種有大致相同的時間來積累其脂質譜的變化,研究人員預計它們會具有大致相同數量的物種特異性脂質濃度。事實上,小腦(大腦的一個原始部分,在所有脊椎動物中都相似)中的脂質變化在人類和黑猩猩之間是可比的。但是,自從我們從共同祖先分化以來,人類新皮層積累的脂質變化大約是黑猩猩皮層的三倍。


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結果表明,隨著人類認知的進化,關鍵大腦區域中脂肪的型別和數量正在迅速變化和突變——而這種增長對於我們複雜能力的發展至關重要。研究人員解釋說,基因往往最受關注,但它們只是故事的一部分。例如,由單個基因編碼的酶可以調節許多不同脂質的合成。“這項研究的意義在於,我們將看到更多關於大分子濃度(例如蛋白質和脂質的差異)的比較研究,這些研究揭示了無法直接從基因組中讀取的資訊,”埃默裡大學神經科學家託德·普魯斯說,他專門研究人類大腦的進化,但沒有參與這項研究。他說,瞭解到脂質在人類智慧進化中發揮了至關重要的作用,“只是冰山一角”。

SA Mind Vol 26 Issue 4這篇文章最初以“脂肪在大腦進化中的重要作用”為標題發表於SA Mind 第26卷第4期(),第17頁
doi:10.1038/scientificamericanmind0715-17
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