皮質の接続性と回路の機能のヒト特有の変形剤

科学分野:

• 神経科学
• 進化生物学
• 遺伝学

背景:

• 人間の認知能力は 独特の皮質回路構造と 皮質と皮質の接続性の増大と結びついています
• これらの接続性の変化の進化的起源と機能的な影響は,ほとんど不明のままです.
• 人間特有の遺伝子SRGAP2Cは ホモの進化の初期に発生し 脳の大きさが大きくなる前に発生したものです

研究 の 目的:

• 人間の脳における皮質と皮質の接続性の増加の進化的起源と機能的結果を調査する.
• 人間に特有のSRGAP2C遺伝子が皮質回路の構造と機能にどのように影響するかを決定する.
• 人間の認知能力の進化におけるSRGAP2Cの役割を探求する.

主な方法:

• ヒトの皮質の発達をモデル化するために SRGAP2Cをマウスで発現する.
• 層2/3のピラミッドニューロン (PNs) のシナプス密度と接続性を分析する.
• SRGAP2Cで人間化したマウスの感覚処理と学習能力を評価する.

主要な成果:

• 特定のSRGAP2C発現は局所および長距離の皮質皮質接続を増加させ,層2/3PNの刺激性シナプスを増加させた.
• SRGAP2Cを人間化したマウスは 感覚処理が変化し 感覚差別のタスクの性能が向上した.
• 計算モデルでは,SRGAP2Cが誘発したレイヤ4からレイヤ2/3の接続性の変化が,感覚コードの変化を説明していることが示された.

結論:

• SRGAP2Cの出現は,ヒトの皮質回路の特定の構造と機能の進化に寄与した.
• SRGAP2Cが皮質と皮質の接続性を強化する役割は,おそらく人間の認知能力の発達に影響を与えた.
• この研究は 人間の脳の進化の遺伝的基盤と 行動への影響について 洞察力を提供します