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约六百万年前，人类与黑猩猩从共同祖先分化，逐步演化为独特的物种。近日，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）科学家团队在《美国国家科学院院刊》在线发表研究，创新性地揭示了区分人类与黑猩猩大脑的关键基因网络及其演化机制。

人类与黑猩猩基因组高度相似，但大脑功能差异显著。正如首席研究员Daniel Geschwind教授所言，“我们与黑猩猩共享超过95%的遗传蓝图，但真正使我们独特的是大脑。”研究显示，进化过程中部分基因的变化导致人类大脑功能的独特性。

UCLA团队采用系统生物学方法，分析了数千个基因的相关表达活动，不仅识别出单个基因，更发现了在大脑不同区域表达模式显著差异的基因网络。第一作者Michael Oldham指出，基因并非孤立运作，而是以网络形式协同作用。通过比较人类与黑猩猩大脑基因网络，研究发现在人类大脑皮层区域，基因网络差异最为显著。大脑皮层是人类进化最为高度的区域，其体积是黑猩猩的三倍。

进一步分析发现，许多在人类大脑皮层网络中起核心作用的基因，在DNA序列层面也发生了显著变化。这一发现支持了DNA序列变异推动人类大脑进化的理论。

研究团队利用Steve Horvath教授开发的新分析方法，结合DNA微阵列技术，系统性地绘制了基因组表达图谱。结果显示，人类特有的基因网络主要涉及学习、脑细胞活动及能量代谢。Geschwind教授形象地比喻：“如果将大脑视为身体的引擎，人类大脑如同12缸发动机，而黑猩猩则像6缸发动机。”这提示人类基因可能适应性地促进了大脑体积增大、能量代谢加快及脑区间连接增强。

未来，UCLA团队将进一步探索进化基因表达与语言、言语等人类独有能力相关脑区的联系，为理解人类认知与行为的遗传基础提供新视角。

参考文献：
该研究获得James S. McDonnell基金会、美国国家神经疾病与中风研究所、美国国家精神健康研究所资助。
通讯作者：Elaine Schmidt
加州大学洛杉矶分校