七鳃鳗全脑图谱绘就 解锁脊椎动物脑进化密码

我国科研人员首次成功构建被称为"活化石"的七鳃鳗全脑三维空间单细胞图谱，复原了脊椎动物脑的部分原始特征，为揭示复杂脑结构的起源与演变开辟了新途径。该研究成果于北京时间6月19日作为封面文章在国际顶级期刊《科学》网络版正式刊发。

雷氏七鳃鳗实拍图（受访者供图）

高度发达的大脑是脊椎动物与无脊椎动物之间最显著的分野之一，然而最原始的脊椎动物脑究竟是何形态，长久以来一直缺少直接佐证。七鳃鳗是目前仅存的无颌脊椎动物类群之一，约在4.5亿年前便与包含人类在内的有颌脊椎动物祖先走上了不同的演化道路。尤为珍贵的是，其关键形态特征在化石记录中延续约3.6亿年而鲜有变化，不愧为"活化石"，也因此被视为还原脊椎动物脑原始形态的核心物种。

七鳃鳗3D脑重构动图（受访者供图）

近期，中国科学院昆明动物研究所宿兵课题组携手华大生命科学研究院及辽宁师范大学研究团队，为七鳃鳗打造了一张遍及全脑的三维空间单细胞"导航图"。依托这张"导航图"，科研人员注意到，尽管七鳃鳗与小鼠已历经数亿年的独立演化，但诸多脑区的基因表达模式与细胞类型仍表现出惊人的一致性，暗示早在脊椎动物共同祖先时期，大脑或许业已具备清晰的功能分区和精密的分子架构。

论文核心发现与亮点（受访者供图）

研究进一步揭示，七鳃鳗脑内存在一类兼具兴奋性与抑制性双重属性的"两栖"神经元。此类神经元在七鳃鳗和斑马鱼脑中占比颇高，而随着脊椎动物持续进化，职能更为专精的"专业"神经元逐步取而代之。

"这份全脑三维图谱犹如一张跨越亿万年的'导航图'，为我们理解复杂脑结构的形成与演变提供了全新维度。"中国科学院昆明动物研究所宿兵研究员表示，伴随空间组学技术的日新月异，本项研究有望成为今后脑进化研究领域的重要基石。

另外，科研团队在七鳃鳗的"类小脑区域"中识别出一类细胞，其分子特征与斑马鱼小脑中间神经元高度吻合，预示七鳃鳗脑中可能已具小脑雏形。这一发现为学界长期争论的小脑起源难题补充了崭新的分子层面的证据。（记者赵珮然）