最新發表於《Science》期刊的兩項研究顯示，鳥類、爬行動物與哺乳動物雖擁有類似的大腦功能，但其發育機制與細胞類型卻沿著不同的演化路徑獨立發展，顛覆了傳統對大腦演化的認知。
哺乳動物的大腦皮質（neocortex）主要負責認知與感知功能，傳統觀點認為鳥類與爬行動物的大腦相應區域——大腦外皮（pallium）——結構類似，只是複雜程度不同。然而，這項研究顯示，儘管這些物種的神經網絡功能相似，其發育過程與細胞組成卻存在顯著差異。
在第一項研究中，巴斯克地區 Achucarro 研究中心的 Eneritz Rueda-Alaña 和 Fernando García-Moreno 博士領導的團隊，利用空間轉錄組學（spatial transcriptomics）與數學建模技術，發現鳥類與哺乳動物的大腦神經元在不同的時間與位置發育，且使用不同的基因組來決定細胞身分，證明這些神經元並非來自共同祖先，而是透過趨同演化獨立發展。
神經元演化出獨特模式
第二項研究由德國海德堡大學（Heidelberg University）的 Bastienne Zaremba 博士與 Henrik Kaessmann 博士合作，透過單細胞分析建立鳥類大腦的細胞圖譜，並與哺乳動物及爬行動物進行比較。結果顯示，鳥類保留了與其他脊椎動物共同的抑制性神經元，但其興奮性神經元則演化出獨特的模式，僅有極少數與哺乳動物類似，如與學習記憶相關的前障區（claustrum）與海馬體（hippocampus）。
這些研究證明，神經網絡的複雜性可透過多種不同的基因與細胞機制來實現，顯示出大腦演化的高度靈活性，並為比較神經科學提供新的研究方向。
「鳥類並未沿著哺乳動物的演化路徑發展出複雜大腦，而是透過自身獨特的機制達成相似功能。」García-Moreno 博士表示，「這顛覆了我們對大腦演化的理解，並開啟了研究神經發育的新可能性。」
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首圖來源：Fernando García-Moreno (CC BY 4.0)
參考論文：
Evolutionary convergence of sensory circuits in the pallium of amniotesScience
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