人类因何「生而为人」？MIT领衔发现人脑与众不同的新线索

原标题：人类因何「生而为人」？MIT领衔发现人脑与众不同的新线索

也正是这个独特、神秘、平均重量大约为 1.2-1.4 kg 的大脑，才让人类与其他动物区分开来，建立人类文明。据神经学家估计，人类大脑拥有数量高达 1000 亿的神经元。

在传统的研究中，科学家们主要从大脑的大小、重量和结构上将人类和其他哺乳动物进行对比，但仍然无法解释为什么人类的认知能力与众不同。

比如在既往的认知中，人类和大象都是哺乳动物，但为什么神经元数量更多的大象却没有进化得更为聪明？

近日，来自麻省理工学院的研究团队及其合作者就针对这一系列问题，给出了一些线索。

研究显示，人类大脑皮层神经元的生物物理特性不符合其他哺乳动物的普遍规律。与其他哺乳动物相比，人类大脑皮层中允许钙、钾和钠等离子流动的神经元离子通道（ion channels）数量比预期的少得多。

论文第一作者 Lou Beaulieu-Laroche 说：「比较研究证实，虽然人脑的构造与其他哺乳动物的大脑一样， 但人类的神经元是特殊的。」

11 月 10 日，相关论文以「Allometric rules for mammalian cortical layer 5 neuron biophysics」为题发表在 Nature 期刊上。

研究团队将人脑和其他哺乳动物进行比较的实验始于 2018 年，他们的第一个对象是老鼠。

他们发现，人类大脑皮层第五层的锥体神经元树突不易兴奋，并且也比鼠脑的树突（dendrites）更长，这一特点改变了人脑神经元胞体和树突的输入-输出性质。

图｜人和 9 种哺乳动物的第五层锥体神经元形态比较（来源：该论文）

所谓树突，是指神经元上的多个突起组织，因呈树枝状而得名。

对大脑来说，树突是神经元之间以及每个神经元内传递信息的关键结构。它接受上一个神经元化学信号的输入，在达到兴奋临界点时激发动作电位（action potential），进而传递信息。

灵长类动物的大脑皮层一般分为六层结构，位于颅骨下面的是最外层，也就是第一层，最靠近白质的是最内层，也就是第六层。

研究团队此次研究的第五层是指内部锥体细胞层，包含大型的锥体神经元（pyramidal neurons），也就是前额皮质中的主要兴奋性神经元。兴奋性神经元可以将信息传递到临近细胞，而抑制性神经元则负责减缓或阻断兴奋性神经元的放电行为。

研究团队在 2018 年的这项研究成果为其进一步对比人脑皮层神经元奠定了基础。

图｜神经元信号传递过程示意图（来源：UCLA）