大腦中有興奮性神經(jīng)元，也有負責“剎車”的抑制性神經(jīng)元。然而，人腦如何生成抑制性神經(jīng)元庫，始終是未解之謎。1月16日，《科學》刊載了一項突破性研究：清華大學米達團隊聯(lián)合中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)院朱蘭院士團隊，系統(tǒng)鑒定出人類大腦中一種全新的神經(jīng)干細胞類型，其能在胚胎期持續(xù)產(chǎn)生抑制性神經(jīng)元，供應大腦發(fā)育所需。

論文通訊作者、清華大學副教授米達介紹，該類細胞在特定時間、特定空間中的命運受到?jīng)Q定機制的調控。為了找到它們，團隊聚焦內側神經(jīng)節(jié)隆起腦區(qū)，對人類妊娠第9周到第39周內側神經(jīng)節(jié)隆起完整發(fā)育過程中的細胞群體進行摸底式“排查”。

作為在人類妊娠期中發(fā)揮作用的干細胞，它們并不存在于成年人體中。團隊在女性生殖道發(fā)育解剖的基礎上，基于獲知情同意的胚胎尸檢建立了大腦動態(tài)發(fā)育的精細解剖體系，利用先進的空間轉錄組學以及譜系分析手段，捕捉到這類全新神經(jīng)干細胞，并將其命名為腦室下區(qū)放射狀膠質細胞（SVZ RGC）。

團隊不僅勾勒出人類內側神經(jīng)節(jié)隆起發(fā)育過程中空間位置高度區(qū)隔化的“祖細胞域”與神經(jīng)元譜系間的強對應關系，還深度剖析其動力學特性，再現(xiàn)了全新干細胞持續(xù)、多樣化地生成各亞型抑制性神經(jīng)元的過程。

據(jù)介紹，該細胞類型存在于靈長類中，在小鼠中未見同源類型。新型細胞的發(fā)現(xiàn)表明，人腦無與倫比的復雜性，不僅源于神經(jīng)元數(shù)量增多、神經(jīng)結構的等比放大，還在于不同神經(jīng)干細胞與神經(jīng)元類型演化促成的神經(jīng)網(wǎng)絡在微觀結構與宏觀功能上的重大重構。

中國科學院院士張旭認為，這項研究系統(tǒng)刻畫了人類大腦抑制性神經(jīng)元產(chǎn)生與多樣性形成的核心規(guī)律，從發(fā)育邏輯上解釋了為何人類等高等靈長類具備如此高比例與豐富多樣性的抑制性神經(jīng)元。研究也為未來定向誘導特定類型抑制性神經(jīng)元進行細胞治療提供了重要理論依據(jù)。

中國科學院院士時松海表示，研究填補了人類大腦抑制性神經(jīng)元擴增機制的理論空白，完善了大腦皮層進化的理論框架，表明人類大腦皮層擴張并非簡單放大舊有結構，而是由兩類進化上獨特的神經(jīng)干細胞精密協(xié)同驅動。

（研究團隊供圖）