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人类大脑皮层(Cerebral Cortex)无疑是生物演化史上***复杂的奇迹之一。它容纳了约160亿个神经元,赋予了我们***的认知能力。在很长一段时间里,神经科学界的目光主要聚焦在那类负责发放信号的兴奋性神经元上。然而,维持大脑微妙平衡、雕刻神经回路特性的,却是另一群沉默的调控者——GABA能抑制性神经元(GABAergic Inhibitory Neurons)。
《Science》的研究报道“Subventricular zone radial glial cells maintain inhibitory neuron production in the human brain”,为我们揭开了演化谜题的一角。这项研究深入人类胚胎大脑的深处,在内侧神经节隆起(MGE)发现了一类演化上独特的神经祖细胞。它们的存在,或许正是人类大脑能够突破演化***,构建出如此复杂神经网络的关键所在。 
在神经发育领域,一个长期存在的挑战是:我们对人类大脑发育的理解,很大程度上建立在小鼠模型的基础之上。这就好比试图通过研究一辆卡丁车的引擎来理解一辆F1赛车的动力系统。虽然基本原理相似,但在“性能极限”和“复杂性”上却有着天壤之别。
演化的脚步在人类身上留下了一个显著的印记:我们在拥有更多兴奋性神经元的同时,抑制性神经元的比例也显著提升了。在小鼠中,抑制性神经元约占皮层神经元的15%,而在人类大脑中,这一比例攀升至近40%。这是一个巨大的数量飞跃。
在灵长类动物,特别是人类的大脑皮层发育中,研究人员早已发现了一类特殊的祖细胞——外侧放射状胶质细胞(oRG)。它们位于皮层的外侧脑室下区(oSVZ),被认为是灵长类大脑皮层表面积急剧扩张的关键。那么,负责产生抑制性神经元的皮层下区域——特别是内侧神经节隆起(MGE),是否也进化出了类似的机制?
过去的研究虽然注意到人类MGE区域的脑室下区(SVZ)比小鼠更厚,但一直缺乏系统性的解析。本研究团队利用单细胞转录组测序和单细胞核转录组测序技术,构建了一个覆盖妊娠第9周(GW9)至第39周(GW39)的详细发育图谱,分析了超过69,092个MGE细胞。这个庞大的数据库展示了一个令人信服的事实:人类MGE的神经发生过程是极度延长的,直到发育晚期,我们依然能观察到新生的神经元持续产生。

形态决定功能。与典型的双极VZ RGCs不同,SVZ RGCs展现出单极(Unipolar)的形态。它们通常只有一个指向基底侧的突起,而没有指向脑室表面的突起。
通过长时程活细胞成像,研究人员捕捉到了这些细胞独特的***方式——“有丝***体细胞易位”(MST)。在***前,细胞核会沿着突起迅速向上移动。虽然皮层中的oRG细胞也有类似行为,但人类MGE中的SVZ RGCs有一个显著的区别:在***过程中,它们会收回自己的基底突起。
在观察到的22个细胞中,无一例外都展现了这种突起回缩的行为。此外,细胞周期推断分析显示,人类SVZ RGCs拥有比皮层oRG更短的细胞周期,这意味着它们拥有更快的增殖速度,能够在有限的发育窗口期内产生更多的子代细胞。
DNA提取磁珠可以有效的从标本中提取基因组DNA、病毒DNA或游离DNA,采用化学合成的方法将四氧化三铁进行特殊的处理,使其粒径达到均一化分散,再通过特殊的材料进行官能基团(如硅羟基、羧基)的包覆。包覆官能基团后,GNT磁珠具备了核酸吸附能力,配合核酸提取仪,可以自动化的提取DNA和RNA。