辽宁
人类大脑表面布满层层叠叠的沟回，活像一颗核桃，而小鼠的大脑却光滑平整。这道“褶皱鸿沟”背后藏着怎样的进化密码，一直是神经科学的经典谜题。
近日，中国科学院昆明动物研究所石磊团队在国际期刊《自然·遗传学》发表研究，锁定了一个推动灵长类大脑演化的古老基因CCNB1IP1。
这项研究不仅回答了“褶皱从哪里来”，还把褶皱和聪明直接联系了起来。
他们通过基因编辑，让原本大脑光滑的小鼠长出了类似灵长类的褶皱，学习和记忆能力也同步提升。
一、褶皱越多，“硬件”越强
为什么褶皱如此重要？如果把人类大脑皮层完全摊开，面积大约相当于3张A4纸，小鼠的皮层铺开却只有一枚邮票大小。
褶皱就像把一张大纸巧妙地揉进有限的头骨里，让皮层面积成倍增加。
皮层面积越大，能容纳的神经元和突触就越多，信息储存、逻辑运算和记忆思维的能力也就越强。
不过，褶皱并不是衡量智力的绝对标尺。鲸类的大脑沟回比人类还要复杂，智力却远不及人类，沟回只是高级认知诞生的硬件基础。
那么，这套硬件是怎样一步步升级的？很多人会猜想，人类之所以聪慧，是因为拥有独属于人类的特殊基因。
此前，科学家已陆续发现ARHGAP11B、NOTCH2NL等人类特有基因能够促进皮层扩张，“专属基因造就聪明大脑”的思路一度颇受关注。
这项研究却给出了截然不同的答案。CCNB1IP1并非人类专属，几乎所有哺乳动物体内都携带这份古老基因。
二、不是“有没有”，而是“音量”大小
研究团队比对了小鼠、树鼩、狨猴、猕猴和人类胚胎大脑的转录组数据，发现了一条清晰的规律。其中树鼩被视为灵长类的近亲，恰好处在从光滑大脑向褶皱大脑过渡的关键位置。
大脑越光滑、认知水平越低的物种，这个基因的表达水平就越低；大脑褶皱越密集、认知能力越强，基因表达的“音量”就越高。
树鼩体内该基因仅有低水平表达，到了猕猴，伴随大脑出现褶皱，表达量显著上涨。
而在人类大脑中，CCNB1IP1的表达量达到整个灵长类谱系的顶峰，与皮层扩张、沟回复杂化的进化轨迹高度吻合。
换句话说，物种间大脑与智力的巨大差距，不在于“有没有这个基因”，而在于它被调得有多响。它就像大脑进化的音量旋钮。
是谁在拧这个旋钮？团队找到了一段关键的调控序列CRE1。
正是这段序列的变化，一步步拉高了灵长类体内该基因的活性。
从分子层面看，CCNB1IP1编码一种泛素连接酶，能够介导转录因子E2F1降解，从而缩短神经祖细胞分裂周期中的G1期。
细胞周期一缩短，基底祖细胞就分裂得更快，产出更多神经元，推动皮层扩张增厚，为褶皱形成提供源源不断的“细胞原料”。
三、小鼠长出“核桃纹”，变得更聪明
为了验证这一结论，研究人员构建了条件性敲入小鼠模型，让小鼠神经祖细胞中的CCNB1IP1达到人类水平的表达。
结果令人震撼。对照组小鼠大脑依旧平滑无起伏，而经过编辑的小鼠大脑皮层出现明显卷曲，长出类似灵长类的沟回结构。
这些小鼠皮层上层的神经元数量明显增多。而上层神经元恰恰负责皮层之间的远距离联络，与高级认知功能密切相关。
更关键的是，后续行为学测试显示，它们的学习能力和记忆能力都得到增强，结构变化实打实转化成了认知层面的改变。
这一发现揭示了进化的一种精妙策略。造就人类智慧的，未必是凭空诞生的全新基因，而是对古老基因表达开关的渐进式微调。
在漫长的演化中，CCNB1IP1的表达量阶梯式抬升，一步步推动灵长类皮层扩张、褶皱增多，最终塑造出人类独特的大脑结构。
过去，学界更多聚焦人类特有的新基因，如今这项研究证明，古老保守基因借助调控元件的改变，同样是大脑演化的核心推手。
这项成果也为自闭症、脑发育畸形等神经发育疾病的病理研究开辟了新方向。
例如，临床上的无脑回畸形和多小脑回畸形，都与皮层褶皱形成异常有关。弄清褶皱如何长出来，也就为理解这些疾病如何发生提供了新线索。
当然，小鼠变聪明并不意味着人类智力只由一个基因决定。大脑演化是众多基因与环境长期共同作用的结果，CCNB1IP1只是这部宏大交响乐中一段格外响亮的旋律。
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