一张“双极地图”读懂大脑，中国科学家终结百年大脑皮层起源之争

我们的大脑之所以能思考、感知、想象，全靠高度发达的大脑皮层。可在进化史上，它到底是怎么扩张形成的？科学界为此争论了近百年。

北京时间2026年4月17日凌晨，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘赐融研究组和孙怡迪研究组、杭州华大生命科学研究院副研究员郝世杰、澳大利亚莫纳什大学教授马塞洛·罗萨（Marcello Rosa ）团队合作在《科学》发表最新研究，首次揭开灵长类大脑皮层如何从简单结构扩张为复杂“智慧中枢”，为未来脑疾病、类脑智能和脑机接口研究奠定了全新的框架基础。

【百年争论终于有解】

有人认为，大脑皮层从初级感觉皮层（负责视觉、听觉、触觉等基本感知）向外扩展；还有人认为，皮层起源于海马、内嗅皮层等古老区域。

中国科学家的答案是：两种说法都只对了一半。

研究团队选用狨猴作为研究模型，把微观基因表达与宏观脑结构相结合，绘制出高精度的全脑3D地图，从而发现大脑皮层里藏着一条方向相反的“双梯度轴”，一端是古老皮层，相当于城市里的“老城区”，掌管情绪与记忆；另一端是初级感觉皮层，相当于城市里的 “工业区”，处理外界信号输入。大脑从这两个端点同时向外扩张，交汇处形成负责思考、决策、想象的高级联合皮层，相当于城市里的“高新区”。

有意思的是，这一“双极地图”在出生时就已绘就蓝图，后天经验与基因程序共同打磨后，逐渐演变为“智慧地图”。

【赋能脑机接口和脑疾病诊断】

不仅仅是狨猴，这一“双极地图”也存在于其他物种乃至人类大脑，构成了理解哺乳类动物大脑的基本框架。

作为全脑介观神经联接图谱国际大科学计划的重要成果，它首次清晰回答了一个核心科学问题：简单的大脑皮层，究竟如何一步步扩张成高度复杂的灵长类大脑。这一规律的确立，相当于找到了大脑进化与发育的“底层骨架”。

审稿人评价，这一独创性突破为理解大脑组织规律的演化奥秘提供了全新的视角，不仅将引起神经生物学界的强烈共鸣，更将产生深远的跨学科影响。

值得期待的是，这一发现有望赋能脑机接口和脑疾病诊断等前沿领域。传统脑图谱靠人为画线划分脑区，常常与真实功能不符；而这一连续梯度的“大脑地形图”，能让脑机接口的电极植入更精准、脑区定位更可靠，对脑疾病发病机制的解析更透彻。

【科学突破背后的不期而遇】

很多科学突破，都藏着不期而遇的惊喜。

全脑介观神经联接图谱国际大科学计划启动之初，中国科学院院士蒲慕明就系统性布局了小鼠、狨猴和猕猴的脑图谱研究项目。作为参与狨猴图谱项目的成员，刘赐融提出先从小脑研究切入，攻关团队于2024年在《科学》上发表了跨物种比较小脑图谱。正是这一“铺垫”，让团队提前攻克了多模态数据融合的关键技术，为这项狨猴大脑皮层研究的快速突破埋下重要伏笔。

这项突破性成果的背后，更是一场跨越半个世纪的学术接力。刘赐融坦言，这离不开“站在巨人肩膀上”的长期积累。该工作深受经典神经解剖学家迪帕克・潘迪亚（Deepak Pandya）的启发，其著作《大脑皮层：结构、连接与双重起源概念》中提出的思想，为研究团队提供了关键的理论坐标。

对于这位前辈，刘赐融心中满是钦佩。在他看来，最难能可贵且令人惊叹的是，在几十年前那个技术手段匮乏的年代，潘迪亚仅仅依靠猕猴细胞构筑的少量数据，就凭借着极其敏锐的洞察力，提出了关于皮层双起源这一极其“漂亮”的假说。如今，这一极具前瞻性的假说，终于在这一代中国科学家团队手中，通过全脑3D多模态图谱技术得到了完美的补充与升华。

这项研究离不开跨学科协同攻关。从不同技术体系的磨合适配，到研究方法的创新突破，联合团队培养出一批既懂磁共振成像、又懂空间转录组的交叉复合型人才。“如今，跨领域的交叉合作，也已成为我们研究组内部的工作常态。”刘赐融说。

原标题：《一张“双极地图”读懂大脑，中国科学家终结百年大脑皮层起源之争》

本文作者：解放日报 黄海华

题图来源：上观题图