快科技6月22日消息,科幻电影《沙丘》里巨型沙虫的现实原型七鳃鳗,最近登上国际顶级期刊科学封面,国内科研团队靠它搞清楚了五亿年前脊椎动物祖先的大脑形态。
七鳃鳗是少见的无颌脊椎动物,4.5亿年前就和人类所属族群分开演化,身体结构几亿年几乎没有变化,被称作活化石,也是国家二级保护动物。
中科院昆明动物所团队联合多家机构,给七鳃鳗完整大脑做出三维单细胞图谱,标注几十万脑细胞的位置和类型。

对比七鳃鳗和小鼠的大脑能发现,哪怕相隔数亿年,两者很多脑区基因表达高度相似,说明最早的脊椎动物祖先,大脑就已经分区完整,基础结构沿用至今。同时不同物种也演化出专属脑细胞,七鳃鳗拥有哺乳动物没有的特殊神经元,人类大脑则发育出分层细致的皮层。
研究还发现神经元的演化变化。七鳃鳗大脑里大部分细胞同时兼具兴奋和抑制两种功能,相当于一人兼顾两份工作。
到鱼类之后,分工清晰的专职神经元慢慢变多,鸟类、哺乳类体内兼职细胞大幅减少。团队推测,这种转变和远古时期基因组复制有关,充足基因素材支撑细胞细分功能。
小脑起源一直存在争议,这次研究在七鳃鳗脑中找到一片特殊区域,细胞特征和鱼类小脑高度接近,算是小脑最原始的雏形。


