大脑外层区域，即皮层，具有特定层次的不同细胞——神经元——这些层次在所有哺乳动物中都以相似的顺序排列，从微小的小鼠大脑到巨大的大象大脑。然而，不同物种间各细胞层的比例差异很大，关于这种差异如何产生以及为何会产生，目前所知甚少。
现在，大阪大学的研究人员在对发育中的脑细胞进行深入研究后提出，这些差异与大脑早期发育过程中特定信号的时间调控有关。这些发现已发表在《EMBO杂志》上。
研究团队首先特别关注大鼠皮层，注意到与其他七种哺乳动物（包括小鼠）相比，大鼠的深层（相对于上层皮层）要大得多。
在此初步发现之后，研究人员更详细地比较了大鼠和小鼠（它们在进化上最接近的亲属）的大脑。研究随后报告称，这种差异是由于深层神经元数量更多，而不仅仅是层面积更大。
"接下来，我们想了解深层神经元数量差异是如何产生的，"该研究的主要作者山内由纪(Yuki Yamauchi)说。"通过在大鼠和小鼠中使用细胞标记技术，我们发现大鼠的神经祖细胞产生了更多的深层神经元。"
神经祖细胞是一种在大脑仍在发育时产生神经元的干细胞。为了理解为什么大鼠大脑在早期发育中会产生更多深层神经元，研究人员评估了小鼠和大鼠上层和深层神经元产生的时间。
有趣的是，小鼠在祖细胞转换为产生上层神经元之前，只产生深层神经元一到两天；而大鼠则在转换前产生深层神经元约四天。
大鼠和小鼠之间的这种差异可能是由Wnt信号通路中涉及分子表达时间的不同造成的，这一过程已知对调节皮层发育时间很重要。Wnt糖蛋白对执行各种细胞过程至关重要，而大鼠的Wnt信号基因表达时间延长，导致深层神经元的产生延长。
"除了突出大鼠相对于其他哺乳动物不寻常的皮层结构外，我们还证明这种变异源于神经祖细胞独特的'老化速率'。这一发现拓宽了我们对相关物种间不同脑结构基础机制的理解。"
—研究资深作者铃木郁夫(Ikuo Suzuki)
这些来自发育中大鼠皮层的发现将有助于更深入地理解人类大脑的进化。反过来，这也可能帮助我们拓宽对发育和神经系统疾病潜在机制的认识，在再生医学方面具有令人兴奋的潜在应用。
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