研究确定了人类大脑皮层回旋过度折叠的原因

人类大脑或大脑皮层的外层以其独特的脑回和脑沟(那些独特的脊和沟)为特征，控制认知和执行功能，从有意识的思考到言语再到情绪控制。

大脑皮层由超过 100 亿个细胞和 100 万亿多个连接组成，一层灰质只有 5 毫米厚——略小于三个堆叠的四分之一。

大多数大脑较大的动物都表现出皮质折叠，这使得非常大面积的大脑皮质组织(约 2.6 平方英尺)在颅骨范围内被压实。皮质折叠越多，物种的认知功能就越先进和复杂。小鼠和大鼠等低等物种的大脑较小，表面光滑;大象、鼠海豚和猿类等高阶物种表现出不同程度的大脑皮层回旋或折叠。人类拥有最有皱​​纹的大脑，被认为是高级进化的标志。

然而，在某些人中，大脑皮层的过度折叠与更强的认知能力无关，而是相反，并与神经发育迟缓、智力障碍和癫痫发作有关。控制这种折叠的基因大多是未知的。

加州大学圣地亚哥分校医学院和拉迪儿童基因组医学研究所的研究人员在2023 年 1 月 16 日出版的PNAS中描述了加深对人类旋转化理解的新发现。

在资深研究作者、加州大学圣地亚哥分校医学院 Rady 神经科学教授和 Rady 儿童基因组医学研究所神经科学研究主任 Joseph Gleeson 的带领下，一个名为神经遗传学联盟的国际研究人员联盟对近 10,000 名研究人员进行了基因组分析10 年内患有小儿脑部疾病的家庭寻找新的病因。

“从我们的队列中，我们发现四个家庭患有称为多小脑回的病症，这意味着太多的脑回过于紧密，”格里森说。“直到最近，大多数治疗患有这种疾病的医院都没有对遗传原因进行检测。财团能够一起分析所有四个家庭，这有助于我们发现造成这种情况的原因。”

具体而言，所有四个家族都在一个名为跨膜蛋白 161B (TMEM161B) 的基因中显示突变，该基因在细胞表面产生一种以前未知功能的蛋白质。

“一旦我们确定 TMEM161B 是原因，我们就开始了解过度折叠是如何发生的，”第一作者、格里森实验室的博士后研究员 Lu Wang 博士说。“我们发现这种蛋白质控制着细胞骨架和极性，而这些控制着折叠​​。”

使用来自患者皮肤样本和工程小鼠的干细胞，研究人员在胚胎发生早期发现了神经细胞相互作用的缺陷。

王说：“我们发现该基因对于神经细胞如何相互作用所需的细胞骨架变化是必要且充分的。” “很明显，这种蛋白质必须具有其他功能。在这里，我们发现它在调节人脑折叠数量方面起着关键作用。”

研究作者强调，基因发现研究很重要，因为它们可以查明人类疾病的原因，但这些发现可能需要很多年才能演变成新的治疗方法。

Gleeson 说：“我们希望医生和科学家能够扩展我们的结果，以改进对脑部疾病患者的诊断和护理。”