なぜ人間の脳は霊長類に比べて成熟が遅いのか

人間の脳は、他の動物種では観察されない数多くの洗練された行動や能力をサポートする魅力的で複雑な器官です。何世紀にもわたって、科学者たちは人間の脳の何が非常にユニークなのか、そしてそれが人間の生涯にわたってどのように発達するのかを理解しようと努めてきました。

最近の技術的および実験的進歩により、神経科学研究に新たな道が開かれ、脳とその根底にあるプロセスについてますます詳細な説明が作成されるようになりました。これらの取り組みを総合すると、さまざまな精神神経障害や神経発達障害の基礎に新たな光を当てるのに役立っています。

北京師範大学、昌平研究所、その他の研究所の研究者たちは最近、さまざまな遺伝子および分子分析ツールを使用して、ヒトとマカクの脳の両方の発達を比較する研究に着手した。彼らの論文、 出版された で 自然神経科学、ヒトの前頭前野（PFC）の発達がマカクのPFCよりも遅いという、2つの種間のいくつかの重要な違いが強調されています。

「ヒトの前頭前野（PFC）発達の細胞的および分子的特徴を解明することは、人間の認知能力と、神経疾患および精神神経疾患に対する脆弱性を理解するために極めて重要である」と、Jiyao Zhang、Mayuqing Li、および彼らの同僚は論文で述べている。 「私たちが作成したのは、 比較リポジトリ 単一細胞解像度でのヒトとマカクの出生後 PFC 発生の遺伝子発現、クロマチン アクセシビリティ、空間トランスクリプトミクスを研究します。」

脳の発達を単一細胞レベルでマッピングする

研究者らは、出生後のさまざまな段階でマカクザルとヒトの PFC から外科的に除去された脳組織のサンプルをいくつか収集しました。人間の被験者は、治療計画の一環として外科手術を受けているてんかんを患う子供たちでした。

研究者らは、採取した組織から採取した単一細胞の遺伝子発現と、クロマチンのアクセス可能性（つまり、個々の細胞内で DNA がどのように開いているか）を分析しました。彼らはまた、として知られる技術を使用して、脳組織全体にわたる遺伝子の発現をマッピングしました。 空間トランスクリプトミクス、存在する細胞の種類を調べました。

「統合分析の概要」 種特有の動的軌道 さまざまな細胞型の研究を行い、シナプス形成、シナプス剪定、グリオ形成などのプロセスの重要なウィンドウと遺伝子制御ネットワークを強調しています」と著者らは書いている。

研究者らの分析により、ヒトのPFCはマカクザルよりも発達に時間がかかることが明らかになった。彼らはまた、グリア前駆細胞（つまり、後に分裂して特定の種類のグリア細胞に発達する幹様細胞）がヒトでより多く増殖することも観察した。

「我々は、マカクザルと比較して、ヒトのPFCの長期にわたる発達と規制上の相関関係を特定した」と研究者らは書いている。 」グリア前駆細胞 は、異なる遺伝子発現プロファイルに関連して、マカクザルと比較してヒトにおいてより高い増殖能力を示した。さらに、最も感染しやすい細胞の種類と系統も明らかにしました。 神経発達障害および神経精神障害、ヒト特異的な発現特徴を持つ転写因子に焦点を当てています。」

脳についての理解を深める可能性のある洞察

Zhang、Li、および彼らの同僚は、人間と他の霊長類の脳機能の既知の違いをより詳細に説明できる新たな貴重な観察結果を収集した。注目すべきことに、研究者らはまた、ヒトの脳の発達を調節するがマカクでは調節しない転写因子を特定し、また、特定の疾患を有する患者の脳で影響を受けることが知られているヒト組織の細胞の種類も特定した。

「我々の発見は、神経細胞とグリアの協調的な発達を通じて出生後の皮質成熟を延長するヒト特有の調節プログラムに光を当て、認知や神経発達障害にも影響を与える」と研究チームは述べている。

将来的には、この最近の研究の結果は、人間の脳がどのように発達するのか、そして特定の神経発達障害や神経精神障害を持つ人の脳内で破壊される分子プロセスをより深く理解するのに役立つ可能性があります。これにより、これらの障害を予防または治療するための新しい戦略の導入への道が開かれる可能性があります。

© 2025 サイエンス X ネットワーク
お問い合わせ・広告・著作権・不具合に関するご連絡は [email protected] までメールでお願いします。