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冷泉港实验室的神经科学家提出了一种惊人的简单解释。发表在《神经元》杂志上的一项新研究中，研究人员提出了一种新理论，解释大脑在发育过程中如何自我组织。几十年来，研究人员认为细胞主要通过化学信号交换位置信息。然而，大脑由数十亿个神经元组成，每个神经元都必须迁移到精确的位置并发挥作用。化学信号会随着距离减弱，引出一个基本问题：位于发育中的大脑深处的细胞如何准确确定它们的位置？

研究人员认为，部分答案在于细胞谱系。从同一祖细胞后代下来的细胞往往彼此靠近。因此，空间组织自然而然地从细胞分裂和迁移的模式中产生。为了研究这种可能性，研究人员开发了他们描述为“基于谱系的可扩展位置信息模型”。他们从数学建模开始，以确定仅凭谱系模式是否能产生有组织的结构。然后，他们分析了发育中的小鼠大脑中单个细胞和细胞群的基因表达。最后，他们在斑马鱼中证实了他们的发现，证明该模型适用于不同大小的大脑。

对发育生物学和人工智能的影响

研究结果表明，化学信号并非单独作用，而是似乎与谱系相关机制一起工作，引导细胞到达正确的位置。尽管该研究侧重于大脑发育，但同样的原理可能适用于其他正在生长的组织，包括肿瘤。这一概念甚至可能为自复制AI系统的设计提供信息，这些系统以类似于脑细胞传递发育指令的方式，将信息从一代传到下一代。也许最重要的是，展示单个细胞如何生长成一个复杂的器官可以帮助科学家解开心智的基本谜团。

参考文献

Kerstjens, S., Zador, A. M. et al. (2026). A lineage-based model of scalable positional information in vertebrate brain development. Neuron. DOI: 10.1016/j.neuron.2025.12.043

该研究提出了一个基于细胞谱系（lineage）的可扩展位置信息模型，认为除了传统的形态素梯度外，细胞通过有丝分裂获得的“谱系位置信息”也足以在发育中的大脑中建立大规模的拓扑组织结构。该模型在小鼠和斑马鱼的发育脑数据中得到了验证，为理解大脑如何从单细胞自组织成复杂回路提供了新的理论框架。研究团队来自冷泉港实验室等机构。