记者从中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心获悉，该中心刘赐融、孙怡迪研究组联合华大研究院等多家单位，通过研究首次揭示了灵长类大脑皮层双相反分子梯度组织规律，成功破解学界长期以来关于大脑皮层起源与扩张的学术争议。相关成果4月16日在国际学术期刊《科学》发表。
大脑皮层是掌控感知、运动和高级认知的核心结构，其复杂组织机制一直是脑科学研究的难题。此前，学界针对皮层扩张起源，一直存在“双重起源假说”和“锚点假说”两种对立理论，始终未能达成共识。
此次研究团队选用大脑表面光滑、无复杂沟回的狨猴为模型，整合空间转录组学、磁共振成像、神经示踪等多模态技术，构建全脑三维整合图谱，最终发现大脑皮层存在两条方向对立的分子梯度：起始于初级感觉皮层的Pr梯度和异皮层（allocortex）的Al梯度，两大梯度均向中间的联合皮层递减，形成覆盖全脑的Pr-Al梯度轴。
研究表明，该梯度轴是大脑皮层细胞和基因分布的核心主导，梯度突变处精准划分脑区边界，且在小鼠、猕猴、人类大脑中均存在，是哺乳动物大脑皮层的通用组织规律。同时，这一梯度并非后天形成，而是出生时就有先天雏形，后续在发育中不断精细化，最终塑造出功能完善的大脑皮层。
该发现统一了两大对立学术假说，两大理论提及的皮层区域，实则是双梯度轴的两个对立锚点，共同构建起大脑皮层结构，而负责思考、决策等高级认知功能的联合皮层，正处于两大梯度的交汇平衡区。
此外，团队还发现该分子梯度与丘脑基因表达、皮层-丘脑神经投射高度协同，灵长类这一耦合特征更为显著；大脑默认模式网络也位于梯度交汇区，印证了高级认知功能的分子演化规律。
这项研究搭建起微观基因与宏观脑功能的桥梁，确立了双梯度为大脑皮层组织的核心原则，为人类探索大脑演化、脑疾病诊治等研究奠定了重要理论基础。
（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）
来源：央视新闻