人類智慧的秘密:科學家揭開加速大腦進化的DNA密碼
人類為何能擁有複雜的語言、文明與高度認知能力?答案可能藏在我們DNA中的某些特殊區域。美國加州大學舊金山分校(UCSF)的科學家發現,人類染色體中某些區域的進化速度異常快速,這使得我們的大腦發展相較於其他靈長類動物更具優勢。然而,這種快速進化也可能讓我們更容易患上某些獨特的人類腦部疾病。
這項研究由美國國家衛生研究院(NIH)資助,並發表於《自然》期刊。研究團隊聚焦於染色體中稱為「人類加速區域」(HARs)的部分,這些區域自人類與黑猩猩在進化樹上分道揚鑣以來,進化速度比其他哺乳動物快了十倍。研究由UCSF威爾神經科學研究所和人類遺傳學研究所的教授沈茵博士領導,團隊利用人類與黑猩猩的細胞株培養出人工神經元,並觀察HARs對其發展的影響。
人類與黑猩猩的基因組有99%相似,而HARs則佔據了那1%差異中的大部分。這微小的差異卻在實驗室中展現出截然不同的結果:人類神經元長出多個神經突,這些細長的突起有助於神經細胞傳遞與接收訊號;而黑猩猩的神經元則僅長出單一神經突。當研究人員將人類的HARs植入黑猩猩的神經元後,這些神經元也開始長出更多突起。
沈茵博士指出,發育過程中更多的神經突可能意味著我們的神經網路更加複雜。這些網路不僅促進了神經系統中的訊號傳遞,也支援了我們的高階認知功能。然而,若這些網路的發展受到幹擾,則可能導致自閉症等神經發育障礙。
這項研究不僅揭示了人類大腦進化的關鍵因素,也為理解某些腦部疾病的成因提供了新的線索。未來,科學家將進一步探索HARs在神經發育中的具體機制,並希望藉此開發出更有效的治療方法。
參考文獻:Cui, X., Yang, H., Cai, C., et al. (2025). Comparative characterization of human accelerated regions in neurons. Nature. DOI: 10.1038/s41586-025-08622-x
資助機構:美國國家衛生研究院(NIH)、施密特未來基金會、陳·扎克伯格生物中心、格拉德斯通研究所。