據美國物理學家組織網5月4日(北京時間)報道，美國科學家宣布，經由化學物質處理 ， 一種處于胚胎狀態的魚類大腦可發育成近親魚類的大腦 。研究同時發現 ， 目前被廣泛認可的關于大腦進化的“后即大(Late equals large)”理論并不適用于該魚類 。研究論文發表在5月3日出版的《美國國家科學院院刊》上 。
上世紀90年代中期，研究大腦進化的科學家提出了“后即大”理論 。他們認為 ， 大腦起初只不過是一塊白板 ， 隨著前體細胞成熟變成神經細胞，神經開始形成，前體細胞變成成熟的神經細胞的時間越晚 ， 大腦越大 。
但是，美國喬治亞理工學院生物系助理教授陶德·斯垂爾曼領導的研究團隊對非洲馬拉維湖中的6種棘鰭類熱帶淡水魚的大腦發育模式進行研究后發現，早在受精48小時后，也就是神經形成過程開始之前，這些魚類大腦的差異就已出現 。
這6種魚的基因組幾乎一樣，但其外形、行為的差異卻很大，其中3種魚寄居于巖石中；另3種魚寄居于沙子中 。斯垂爾曼團隊從生態學、基因組學和發育學等方面著手，試圖揭示生物體進化出如此多姿多彩形態的奧秘 。
該研究團隊在魚受精2天到4天之內不斷重復實驗，結果表明，寄居于沙子中的魚，其基因Wnt1(Wnt家族的成員之一 ， 對神經干細胞的增殖及分化有一定的調控作用，Wnt1a蛋白可以促進神經干細胞向神經細胞分化)的表達更加突出，其丘腦(位于大腦的中心部位 ， 屬于間腦具有重要機能的部位)也更大 。
斯垂爾曼解釋說，寄居于沙中的魚使用視力搜尋浮游生物，因此其大腦都被用于整合視覺信號；而寄居于巖石上的魚靠巖石上的水藻為生 ， 其大腦也更大 ， 可能是為了更好地掌控周圍復雜的三維環境 。
斯垂爾曼表示，其它類似棘鰭類熱帶淡水魚那樣關系密切的物種也沒有提供支持“后即大”假設的數據 。
研究團隊試圖通過化學物質改變基因表達的模式以改變胚胎的大腦發育模式 。在使用氯化鋰對胚胎進行歷時3小時到5小時的處理后，研究人員將胚胎放入水中，并在魚的不同發育階段提取樣本進行研究 。研究發現，氯化鋰處理會讓Wnt信號更加突出 。處理結果表明，他們成功地將寄居于巖石中的魚的胚胎的大腦轉變成了寄居于沙子中的魚的大腦 。
斯垂爾曼表示 ， 在大腦發育和進化過程中，神經形成過程非常重要 。此項研究表明，物種大腦之間出現差異的時間要遠遠早于人們之前的認識 。
【科學家用化學方法給相近魚類“換”腦】
科技日報(劉霞)

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