神经元的反向迁移：探索大脑的进化结构

新罕布什尔大学的研究人员研究了大脑皮层（大脑的最外层）的发育过程，并研究了神经元或神经细胞在出生后如何调整其在大脑中的位置。他们的研究揭示了从三层皮层（被认为是一种古老的结构）到六层皮层（包括人类在内的高等哺乳动物的特征）的进化过渡

出生后的过渡过程仍然知之甚少，但这项研究提供了神经元缓慢反向运动的第一个证据，这些神经元向后移动以重新定位自己。这一过程重塑了六层新皮层，这是学习、推理和记忆等更高生物智能所必需的

“想象一下，神经元在大脑皮层中的位置类似于在度假胜地滑雪。向前迁移就像乘坐滑雪缆车到山顶，一旦到达山顶，滑雪者经常停下来聚集，造成暂时的拥堵。然而，山峰不是最终目的地，所以它们会分散、向后移动并在下坡上扩散。大脑神经元的行为方式也类似，”UNH神经生物学副教授陈宣茂说

早期的研究主要集中在神经发生——大脑中神经元的产生——以及神经元的快速迁移——所有这些都在胚胎发育的早期朝着一个方向发展。但研究人员发现，神经元在出生后缓慢向后移动以调整其最终位置，神经元出生后的反向运动有助于从三层皮层向六层新皮层的进化过渡。他们认为，如果没有反向运动，只有致密的三层皮质才能发育，稀疏的六层新皮层的正确形成是不可能的

陈说：“六层新皮层对高级认知功能至关重要，包括推理、语言处理和数学能力。”。“具有三层皮质的动物，如乌龟、鳄鱼和其他爬行动物，大脑结构更简单，不允许它们学习困难的任务或处理大量信息，它们必须更多地依赖本能行为而不是复杂的推理。”

在最近发表在《发展》杂志上的这项研究中，研究人员使用小鼠模型研究了这些神经元的重新定位。他们使用免疫染色来确定小鼠大脑出生后各层神经元（如海马体和新皮层）上纤毛或细胞触角的方向。他们专注于纤毛触角的方向，纤毛触角在兴奋性神经元上感知和响应环境

研究人员在出生后发育过程中寻找方向变化，发现年轻神经元上的纤毛指向与老年神经元相反的方向。相比之下，较松层神经元（如六层新皮层）上的纤毛主要指向同一方向。利用这一线索，作者收集了证据，表明神经元在出生后生长和重新定位过程中逆着径向迁移的方向向后移动——新形成的神经元的运动

研究人员表明，神经元的这种反向运动可以促进脑回化——在大脑表面形成褶皱的过程——并可能为人类大脑结构的进化提供见解

研究人员表示，这项研究为人类新皮质层的形成提供了关键的见解，并可能对理解生物智能和发育障碍的进化产生重要影响，如自闭症谱系障碍（ASD）、无脑畸形（光滑脑障碍）和纤毛病（影响纤毛的疾病）。从长远来看，这可能会导致新疗法的开发

合著者均在UNH，包括Juan Yang、Soheila Mirhosseiniartakani、Liyan Qiu、Kostandina Bicja、Abigail Del Greco、Kevin Jungkai Lin和Mark Lyon More information: Juan Yang et al, Cilia directionality reveals a slow reverse movement of principal neurons for positioning and lamina refinement in the cerebral cortex, Development (2025). DOI: 10.1242/dev.204300

Journal information: Development