“这项研究提供了对大脑发育组织的见解，并为人类和非人类灵长类动物之间的进一步比较分析奠定了基础，”该研究的资深作者之一，索尔克大学校长和教授Rusty Gage说，他是与年龄相关的神经退行性疾病研究的Vi和John Adler主席。

大脑发育的两个重要过程包括神经元成熟和迁移。成熟涉及神经元的生长，因为神经元之间的连接增加，以便更好地交流。迁移是神经元向发育中的大脑不同部位的物理运动。作者试图比较人类和非人类灵长类动物之间的神经元成熟和迁移。

为了完成这项任务，盖奇实验室设计了一种利用干细胞技术的新方法，从灵长类动物身上提取皮肤细胞，并通过病毒和化学混合物诱导它们发育成神经祖细胞，这种细胞有能力在大脑中变成多种类型的细胞，包括神经元。这些新的灵长类细胞系可以永久繁殖，为研究人员提供了新的途径，可以在不需要从黑猩猩和倭黑猩猩等濒危灵长类动物的组织样本的情况下，研究活神经元的神经发育方面。

“这是研究人类进化的一种新策略，”索尔克遗传实验室的资深科学家卡罗尔·马切托(Carol Marchetto)说，她是该研究的第一作者之一，也是该研究的资深作者之一。“我们很高兴与科学界分享这些灵长类动物细胞系，这样来自世界各地的研究人员就可以在不使用组织样本的情况下检查灵长类动物的大脑发育。我们预计这将在未来几年带来许多关于大脑进化的新发现。”

研究人员首先通过比较人类、黑猩猩和倭黑猩猩的细胞，探索了与神经元运动相关的基因表达差异。他们还研究了每个物种固有的神经元的迁移特性。他们发现了52个与迁移有关的基因，有趣的是，黑猩猩和倭黑猩猩的神经元有快速迁移的时期，而人类的神经元移动缓慢。

为了比较培养皿外神经元的运动和成熟，科学家们将人类和黑猩猩的神经祖细胞移植到啮齿动物的大脑中，使神经元茁壮成长，并为神经元的发育提供额外的发育线索。

研究人员随后分析了移植后19周内神经元迁移距离、形状和大小的差异。他们观察了被称为树突的神经元延伸的长度、密度和数量，以及容纳细胞核和DNA的细胞体的大小。

两周后，黑猩猩神经元迁移的距离更远，覆盖的面积比人类神经元大76%。人类的神经元发育较慢，但长度比黑猩猩的长。这种较慢的生长模式可能使人类比非人类灵长类动物达到更多的发展里程碑，这可以解释行为和认知能力的差异。

在未来，作者希望利用诱导多能干细胞系构建多种灵长类物种的进化树，以更好地了解人类大脑的进化。此外，作者计划利用这个平台来研究灵长类物种之间的基因调控差异，这些差异是神经元成熟差异的基础，并可能影响人类大脑组织。

“我们对大脑进化的了解有限，特别是当涉及到物种之间细胞发育的差异时，”Marchetto说。“我们对这项工作为神经科学和大脑进化领域开辟的巨大可能性感到兴奋。”