科技日報記者 王春
腦皮層被稱為人體“智慧中樞”，其進化與組織規(guī)律長期困擾學界。4月17日，中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心聯(lián)合杭州華大生命科學研究院、澳大利亞莫納什大學，在《科學》發(fā)表重磅成果，成功揭示大腦皮層隱藏的“雙梯度軸”地形圖，為延續(xù)近百年的學術(shù)爭論給出清晰答案。
針對大腦皮層擴張，學術(shù)界曾有兩大假說：一派認為源于海馬和梨狀皮層等古老異皮層，另一派主張從初級感覺皮層向外擴張。此次聯(lián)合研究證實，兩種觀點各揭示了部分真相。
團隊以狨猴為研究對象，繪制出高精度全腦3D圖譜，發(fā)現(xiàn)大腦皮層存在一條“雙梯度軸”：一端是古老皮層，如同城市“老城區(qū)”，負責情緒與記憶；另一端是初級感覺皮層，如同“工業(yè)區(qū)”，負責感知輸入。兩大端點相向擴展，在交會處形成負責思考、決策、想象的高級聯(lián)合皮層，即大腦“創(chuàng)新區(qū)”。
研究進一步證實，這種“雙極地圖”在多種哺乳動物中普遍存在，構(gòu)成大腦進化的基本框架。這一突破不僅厘清了大腦皮層的構(gòu)建規(guī)律，更找到了腦功能網(wǎng)絡分布的“底層邏輯”。
該成果是全腦介觀神經(jīng)聯(lián)接圖譜國際大科學計劃的重要進展。團隊依托多模態(tài)數(shù)據(jù)融合關(guān)鍵技術(shù)，將微觀基因表達與宏觀腦結(jié)構(gòu)結(jié)合，實現(xiàn)從理論假說到實驗實證的關(guān)鍵跨越。
中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心劉賜融研究員表示，這張精準的大腦皮層“地形圖”，將讓腦疾病診斷、腦機接口等前沿研究實現(xiàn)更精確的腦區(qū)定位，推動類腦智能與臨床神經(jīng)科學邁上新臺階。
審稿人評價，這項原創(chuàng)突破為理解大腦演化奧秘提供了全新視角，將對神經(jīng)生物學及多學科領(lǐng)域產(chǎn)生深遠影響。
（中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心供圖）
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