3D 图谱揭示 5 亿年来脊椎动物大脑演化谜题

一句话看懂：中国科学院昆明动物研究所联合华大生命科学研究院等团队，构建了首个七鳃鳗全脑三维单细胞分子图谱，系统揭示了脊椎动物大脑在5亿年演化中的祖先特征与多样化模式，成果发表于《科学》封面。

事件核心：发生了什么

研究团队利用空间转录组与单细胞核测序技术，分析了46万余个七鳃鳗脑细胞，划分出14个核心脑区并精准识别了209类具有空间位置和基因表达差异的细胞群。七鳃鳗作为“活化石”，约4.5亿年前与有颌类祖先分化，身体特征3.6亿年未大幅改变。通过将七鳃鳗与小鼠脑图谱对比，团队发现即使相隔数亿年，多个脑区的功能与基因表达高度相似，证明脊椎动物共同祖先早在5亿年前已具备分区清晰、分子调控复杂的大脑框架；同时，不同演化分支独立发展出特有脑细胞，表明祖先已拥有高度区域化且分子组成复杂的脑结构。此外，研究在七鳃鳗体内发现AEN“兼职神经元”，可能兼具兴奋和抑制功能，并在后脑找到与鱼类小脑神经元同源的细胞集群，证实无颌类已存在无分层的弥散小脑雏形。

为什么重要

该研究首次构建了无颌类脊椎动物的全脑三维分子图谱，为理解脊椎动物复杂脑起源提供了演化框架。它验证了脊椎动物大脑基础布局在5亿年前已定型，同时揭示了后续分支独立演化的细胞学基础。对AI领域而言，理解大脑演化的分子机制可能为类脑计算和神经网络架构设计提供生物学参照，尤其是在神经元类型多样性、功能分工和计算效率方面。研究数据已面向全球科研人员开放，成为前沿脑演化、神经发育研究的重要参考。

对用户/开发者/创作者的影响

目前公开信息显示，该成果主要服务于基础科研与神经科学领域，尚未直接转化为消费级产品或工具。对AI开发者和内容创作者而言，这一研究的意义在于提供了大脑结构与功能演化的确定性数据框架，可能间接影响未来类脑AI模型的设计思路——例如，借鉴脊椎动物大脑中神经元类型与区域分工的演化原则，来优化大规模神经网络的模块化与训练效率。短期内，普通用户不会直接感受变化，但长期来看，这类基础科学发现可能推动更高效、更接近生物智能的AI系统诞生。