单个细胞如何构建 1700 亿个细胞的大脑?科学家发现了人类大脑如何自我构建背后的惊人蓝图

科学家们发现了大脑从单个细胞复杂发育背后的惊人原理。研究人员提出,细胞就像扩散的人类群体一样,往往停留在它们的“祖先”附近。这种基于谱系的组织与化学信号一起工作,帮助数十亿脑细胞找到正确的位置。这种突破性的见解可能会影响从生物学到人工智能的各个领域,并加深我们对智能本身的理解。

来源:经济时报

人类大脑最初只有一个细胞,但它最终发展成为科学界已知的最复杂的结构之一。几十年来,研究人员一直试图了解数十亿细胞在发育过程中如何找到合适的位置。

为这个谜团提供了新的视角。据《科学日报》报道,报告表明,答案可能不仅在于化学信号,还在于细胞之间的家族谱系。

《Neuron》发表的报告表明,细胞谱系与化学信号一起作用,可以帮助解释发育中的大脑如何在如此大规模的范围内组织自身。

细胞如何知道它们所属的位置?

据《科学日报》报道,Anthony Zador 教授实验室的博士后研究员 Stan Kerstjens 用简单的语言描述了这一挑战。

“细胞‘看到’的唯一东西就是它自己和它的邻居,”他解释道。 “但它的命运取决于它所处的位置。错误位置的细胞会变成错误的东西,大脑也无法正常发育。因此,每个细胞都必须解决两个问题:我在哪里?我需要成为谁?”

这项研究由 Kerstjens、Zador 以及来自哈佛大学和苏黎世联邦理工学院的合作者进行,探讨了如何在开发过程中回答这些问题。

多年来,科学家们相信化学信号几乎携带了细胞生长所需的所有位置信息。该模型在较小的生物系统中有效地发挥作用。然而,发育中的大脑面临着更大的挑战,涉及数十亿个神经元分布在不断扩大的结构中。

研究人员长期以来一直质疑随着距离的增加自然减弱的信号如何引导正在发育的大脑深处的细胞。

为什么家族血统比距离更重要?

新理论引入了另一种可能性。 Kerstjens 将这一过程与人类世代传播的方式进行了比较。

研究结果表明遗传性细胞关系与传统细胞关系之间存在伙伴关系

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