近日,，國際著名雜志《科學(xué)》Science在線刊登了自加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院和和VE圣地亞哥醫(yī)療系統(tǒng)的研究人員的最新研究成果“Hierarchical Genetic Organization of Human Cortical Surface Area,，”，文章中,，研究小組在新研究中基于遺傳信息成功繪制出了第一張人類大腦表面圖譜,。
不同于其他的大腦圖譜是基于生理學(xué)或功能對大腦進(jìn)行分區(qū)，新圖譜根據(jù)遺傳信息將大腦皮質(zhì)大致分成了幾個(gè)部分,。這一遺傳圖譜為科學(xué)家們提供了新工具用于研究和解析大腦工作機(jī)制,，尤其是參與基因。
“遺傳學(xué)對于了解各種生物現(xiàn)象具有極其重要的意義,。”文章的共同資深作者,、加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院放射學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和精神病學(xué)教授William S. Kremen說,。
文章的第一作者,、加州大學(xué)圣地亞哥分校精神病學(xué)系博士后研究人員Chi-Hua Chen說：“如果我們能夠了解大腦的遺傳基礎(chǔ)，我們就可以更好地理解大腦是如何形成和發(fā)揮功能的,，然而可以利用獲得的信息最終改善疾病和功能障礙的治療,。”
人類大腦皮質(zhì)是指包裹在大腦外側(cè)的神經(jīng)組織層。溝和回是皮層最為顯著的兩個(gè)解剖特征,。皮層有些區(qū)域向內(nèi)凹陷形成為“溝”的解剖結(jié)構(gòu),。溝之外向外凸出的區(qū)域稱為“回”。人類大腦皮質(zhì)的厚度約為0.08-0.16英寸,。大腦皮質(zhì)包含多層相互連接的神經(jīng)元,，對記憶、注意力,、語言,、認(rèn)知和意識等起至關(guān)重要的作用。
以往的圖譜均是根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)——組織或功能的差異來繪制大腦,。雙胞胎研究（Vietnam-era Twin Registry）是目前正在開展的一項(xiàng)關(guān)于認(rèn)知老化的縱向研究,，其中部分研究經(jīng)費(fèi)來自美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）資助。在新研究中,，科學(xué)家們收集了來自雙胞胎研究中406名成年雙胞胎的核磁共振成像（MIR）的遺傳信息,，基于這些遺傳信息獲得了這張新的大腦皮質(zhì)圖譜。
“我們非常高興獲得這張新圖譜,，并希望利用這張圖譜幫助我們了解VETSA參與者正在發(fā)生的大腦結(jié)構(gòu)和意識功能的年齡相關(guān)性變化,。”NIH下屬美國國立衰老研究所Jonathan W. King博士說,。
該圖譜繪制出了雙胞胎大腦皮質(zhì)表面不同位點(diǎn)間的遺傳相關(guān)性。這些相關(guān)性代表了共同的遺傳影響,，并對大腦皮質(zhì)進(jìn)行了遺傳分區(qū),。“該遺傳圖譜的模式揭示它具有神經(jīng)解剖學(xué)的意義。”Kremen說,。
此外,，Kremen還認(rèn)為這一遺傳大腦圖譜或許對開展全基因組關(guān)聯(lián)研究的科學(xué)家們具有特殊作用。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1126/science.1215330
PMC:
PMID:
Hierarchical Genetic Organization of Human Cortical Surface Area
Chi-Hua Chen1, E. D. Gutierrez2, Wes Thompson1, Matthew S. Panizzon1, Terry L. Jernigan1,2, Lisa T. Eyler1,3, Christine Fennema-Notestine1,4, Amy J. Jak1,5, Michael C. Neale6, Carol E. Franz1,7, Michael J. Lyons8, Michael D. Grant8, Bruce Fischl9, Larry J. Seidman10, Ming T. Tsuang1,5,6, William S. Kremen1,5,6,*,†, Anders M. Dale1,4,11,*
Surface area of the cerebral cortex is a highly heritable trait, yet little is known about genetic influences on regional cortical differentiation in humans. Using a data-driven, fuzzy clustering technique with magnetic resonance imaging data from 406 twins, we parceled cortical surface area into genetic subdivisions, creating a human brain atlas based solely on genetically informative data. Boundaries of the genetic divisions corresponded largely to meaningful structural and functional regions; however, the divisions represented previously undescribed phenotypes different from conventional (non–genetically based) parcellation systems. The genetic organization of cortical area was hierarchical, modular, and predominantly bilaterally symmetric across hemispheres. We also found that the results were consistent with human-specific regions being subdivisions of previously described, genetically based lobar regionalization patterns.
