人能成為“萬物之靈”，主要得益于高度發(fā)達的大腦。腦部的zui外層有著彎曲褶皺的部分，叫做皮質(zhì)（又稱灰質(zhì)），包含有140億個以上的神經(jīng)細胞，控制著人類的感知、思想、情緒和行為等。

  

近日，來自中科院上海生科院計算生物學所的馬普青年科學家小組組長菲利普研究員帶領團隊通過測量不同年齡段的人、黑猩猩和恒河猴大腦和小腦皮質(zhì)中上百種代謝物的含量，發(fā)現(xiàn)了腦部代謝物質(zhì)含量的變化規(guī)律。這一研究成果能夠協(xié)助科學家了解大腦如何工作，有望揭示出腦部代謝對人*的認知能力（如理解能力，思維能力和語言能力）的影響。目前，這一研究成果已發(fā)表在美國《國家科學院院刊》（PNAS）上。

  

《北京科技報》：人腦與其他動物的大腦有何不同？

  

菲利普：每種動物都有大腦，但人腦是*的，是人類智能的zui主要的器官。人的大腦外形像兩只對合的碗，左右兩個半球有不同的分工，比如左腦主要負責語言和邏輯思維，而右腦則主管空間、形象和藝術思維，人的音樂感受力也來自右腦。

  

人的大腦細胞數(shù)超過*人口總數(shù)2倍多，每天可處理8600萬條信息，其記憶貯存的信息*一臺電子計算機?？梢哉f，與任何動物相比，人類都具有*的智能，會思考、會說話、會想象……

  

《北京科技報》：為何做這項研究？

  

菲利普：腦是神經(jīng)活動zui活躍的部位，血液供應、氧的利用和能量的消耗都很大。人腦只占人體總體重的2%，但耗氧量占全身耗氧的20%～50%。長期以來，人腦的特征被認為跟腦部代謝水平有關，特別是對于能量消耗而言，人腦由于體積較大而需要消耗更多的能量。其中，大約人體攝入的總能量的20%被運送到腦部參與代謝，而這一百分比在黑猩猩和恒河猴中分別是11%～13%和2%～8%。

  

事實上，人腦中含有上千種代謝物，但幾乎沒有人系統(tǒng)測量過人類和其他靈長類腦部代謝物在人類發(fā)育和衰老過程中的含量及其變化規(guī)律的差異。這次為了弄清這一謎團，我們做了這個研究。

  

《北京科技報》：如何進行研究的？

  

菲利普：我們收集了不同年齡段中49個人、11個黑猩猩和45個恒河猴的大腦和小腦皮質(zhì)樣本，分別提取這些樣本中的代謝物。這項研究進行了5年。

  

《北京科技報》：結(jié)果顯示什么？

  

菲利普：研究發(fā)現(xiàn)腦部88%代謝物的含量隨著年齡變化呈現(xiàn)出有規(guī)則的變化，而且有77%的變化在不同物種中有差異。

  

從總體來說，代謝物在物種之間的變化與這些物種的系統(tǒng)進化是一致的，但是人類特異的代謝水平的變化在大腦皮質(zhì)中是小腦皮質(zhì)的4倍。從中我們推測出，人類特異的代謝水平的變化除了與年齡相關外，還與合成代謝物的酶含量，機體的興奮度、學習、記憶能力強弱有關系。

  

《北京科技報》：這一研究有什么實際意義？

  

菲利普：通過比較人與黑猩猩、恒河猴中不同代謝物隨著年齡的變化，建立人類從發(fā)育到衰老過程中代謝變化的*之處，不僅獲得了腦代謝的系統(tǒng)科學的認識，同時為有效防治與發(fā)育到衰老相關的神經(jīng)性疾病提供了科學依據(jù)與策略。

  

人物介紹

  

菲利普（KHAITOVICH  Philipp），俄羅斯人，中科院上海生命科學院計算生物學所青年科學家小組組長，研究領域包括靈長類發(fā)育以及衰老中分子水平變化及調(diào)控和尋找影響人類大腦發(fā)育的分子標識。