河南
从小到大我们都默认，大脑是身上浑然一体的核心器官，形容人灵光也总把它当成一整块“顶级CPU”来说。但一项发布在顶刊的新研究直接推翻了这个常识，咱们的大脑根本不是从一个起点长出来的整块组织，是两套完全不同的系统拼合而成的，这事儿的起源，还能追溯到5.5亿年前。
这项研究是美国斯坦福大学牵头的团队做的，9月18日成果发在了《自然·神经科学》上，结论就是人和其他动物的大脑，其实生来就是两套协同工作的神经系统组成的。这两套系统从胚胎发育最早期就已经平行起步，源头是两类完全不同的前体细胞。
一类的发育方向是前脑和中脑，另一类走了完全不一样的路径，最终发育成后脑。这个结论一出来，直接打破了很多人根深蒂固的直觉，谁能想到叫“一个大脑”，居然不是同一个起点发育来的。
胚胎发育的实际过程，比我们从名称脑补出来的样子复杂太多。还在大脑远没有成型的原肠胚形成阶段，两类前体细胞就已经戴上了各自专属的身份标签。
注定生成前脑和中脑的细胞，会通过Otx2基因产生一种特定蛋白，未来的后脑细胞，则会表达另一个完全不同的基因Gbx2。两类细胞凑在一起才构成完整大脑的基础，偏偏它们的角色还不能互换。
更深一层的差异藏在DNA里，两类细胞的DNA包装方式完全不同，有着截然不同的染色质“地貌”。打个比方就好懂了，这就像同属一个国家的两座城市，却有着完全不一样的地形地势，从根上就不一样。
之后团队也确认了，人类的多能干细胞也会沿着一模一样的路径发育，具体走哪条路，全看细胞接收到的是什么信号。实验里研究者先让干细胞在两天内分化成偏前部或者偏后部的神经外胚层样细胞，再把两类细胞混在一起培养。
混完之后再分别施加诱导前脑、中脑或者后脑分化的信号，两天之后再做检测看结果。更让人惊喜的是，这是人类第一次成功把人类干细胞诱导发育成具备功能的后脑运动神经元。
这些诱导出来的细胞不仅有正常的电活动，还能表达这类神经元特有的蛋白。这下之前困扰学界的一个小谜题也有答案了，为啥过去这么多年，实验室培养后脑相关细胞的尝试大多都以失败告终。
搞不好是研究者一开始就用错了“原料”，拿了注定长成前脑组织的细胞，去培养后脑相关组织，方向错了当然出不来成果。参与研究的学者说，现在干细胞领域大多都盯着做出最终的功能细胞，很少有人愿意沉下心回到胚胎发育的最早阶段。
就是愿意抠最早期时间点这个劲，才让团队发现了大脑发育里这个根本性的分岔。这个成果出来，最直接的好处就是能加速脑干疾病的相关研究，脑干可是管着咱们身体最基础生命功能的核心部位，太多病现在都没太好的研究思路。
往更大了说，这个发现还给进化研究添了新料。团队发现这种靠两类前体细胞协作形成完整大脑的模式，在小鼠、猕猴、鸡、斑马鱼和柱头虫的原肠胚阶段都能找到。这些动物覆盖了哺乳类、鸟类、鱼类，甚至还有一种海洋蠕虫，类群差得特别远。
它们的共同祖先大约在5.5亿年前就已经分道扬镳，这就说明包括人类在内，动物大脑按着这套“两段式”蓝图发育，已经持续了数亿年。有学者分析，进化更像是把两套原本就已经存在的神经系统，在空间上凑到了一起。
按说把大脑做成一个整块统一发育，效率可能会更高，但咱们直到现在，还依赖着这种原始的方式，分两块造出完整的大脑。连研究团队自己都坦言，拿到这个结论的时候特别意外。
毕竟“大脑”这个词本身，就给人一种连续的、单一起源的整体器官的感觉，谁能想到早在5亿年前，就已经存在两套独立的神经系统，到现在它们配合得太过默契，以至于我们一直以为是一整块在运作。
这里得给大家说清楚，研究者也没有一口断定，这两套神经系统最初就一定是两个独立的器官。目前的说法更偏向一种基于现有证据的进化推断，依据的就是现代动物原肠胚期的大脑发育规律。
现有证据还没法告诉我们，这两个部分究竟是不是真的独立进化而来，这个问题还要留给未来的研究去解答。但至少有一点已经非常清晰，我们的大脑不是一块从头到尾统一生长的“整块玉石”，反而更像是两条源头离得很近的河流，在发育初期就汇合在了一起。
以后再聊起咱们自己的大脑，说不定得多一分对它古老“出身”的好奇。从实验室里一直卡壳的后脑细胞培养，一下子牵出5亿年前远祖的进化故事，还顺带着给现在的疾病治疗打开了新的方向，这种跨维度的联动，真的太戳科学爱好者了。
参考资料：中国科学报 研究发现动物大脑由两套神经系统组成
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