小脑长期以来被认为是运动控制的中枢,但近年来的神经科学研究表明,其在高级认知功能、情感调节及社会行为中同样扮演着不可或缺的角色。近日,发表在《通讯-生物学》(Communications Biology)上的一项研究,通过大规模的遗传学分析,揭示了人类小脑形态的遗传架构,并证实了小脑在人类演化适应与精神病理学机制中的关键作用。
研究团队利用大规模人群的脑影像数据与全基因组关联分析(GWAS)方法,系统性地识别了与小脑各亚区体积及形态相关的遗传位点。研究发现,小脑形态的遗传结构具有高度的复杂性,且与大脑皮层的遗传基础存在显著的差异。这种独特的遗传架构表明,小脑在演化过程中经历了独立于大脑皮层的选择压力,支持了小脑在人类认知能力扩张中的重要贡献。
更为重要的是,该研究通过基因集富集分析发现,与小脑形态相关的遗传变异显著富集于多种精神疾病的风险基因中。具体而言,这些基因座在精神分裂症、双相情感障碍以及自闭症谱系障碍患者中表现出高度的相关性。这提示我们,小脑的解剖结构异常可能并非上述精神疾病的继发性改变,而是其潜在的生物学病因之一。
研究人员指出,小脑与前额叶皮层等高级认知区域的神经环路连接,在人类演化过程中得到了显著增强。通过对遗传数据的深入挖掘,研究团队证实了这些环路相关的基因在人类谱系中受到了强烈的正向选择。这一发现为理解“小脑-大脑”环路功能障碍如何导致认知与情感功能受损提供了坚实的遗传学证据,也为未来针对精神疾病的神经调控治疗提供了潜在的解剖学靶点。
Journal Reference: The genetic architecture of human cerebellar morphology supports a key role for the cerebellum in human evolution and psychopathology. Communications Biology. DOI: 10.1038/s42003-024-00000-x (Please verify the specific DOI from the source platform).