研究速递｜小脑在人类大脑的进化中起了重要作用
人脑的例证，小脑突出
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什么是小脑？小脑的功能有哪些？
小脑是位于脑的后部的结构，在枕部和颞大脑皮层的下面。尽管小脑约占大脑体积的10％，但它包含大脑中神经元总数的50％以上。从历史上看，小脑一直被认为是一种运动结构，因为小脑损伤会导致运动控制和姿势受损，并且小脑的大部分输出都进入了运动系统的各个部分。小脑不发出运动命令；相反，小脑会修改下降路径的运动命令，以使运动更加适应和准确。小脑涉及以下功能：
保持平衡和姿势。小脑对于调整姿势以保持平衡很重要。通过前庭受体和本体感受器的输入，它可以调节运动神经元的命令，以补偿身体位置的变化或肌肉负荷的变化。小脑损伤的患者患有平衡失调，并且他们通常会制定定型的姿势策略以弥补这一问题（例如，基础广泛的立场）。
自愿运动的协调。大多数运动是由许多不同的肌肉群组成的，这些肌肉群在时间上协调一致。小脑的一项主要功能是协调这些不同肌肉群的时机和力量，以产生肢体或身体的流畅运动。
运动学习。小脑对于运动学习很重要。小脑在适应和微调运动程序以通过反复试验过程（例如，学习打棒球）进行准确动作方面起着重要作用。
认知功能。尽管小脑对运动控制的贡献最为人所知，但它也与某些认知功能（例如语言）有关。因此，就像基底神经节一样，小脑在历史上被认为是运动系统的一部分，但其功能超出了运动控制的范围，目前尚不清楚。
以上是小脑的简单介绍，曾经主要因其在协调运动中的作用而被认识的大脑的一部分。最新研究发现小脑经历了进化变化，这些变化可能有助于人类的文化，语言和工具的使用。这一新发现出现在杜克大学的Elaine Guevara及其同事的一项研究中，该研究于5月6日发表在《PLOS Genetics》杂志上。
研究人类如何发展其思考和学习能力的科学家经常关注前额叶皮层，这是大脑对执行功能至关重要的一部分，例如道德推理和决策。但是最近，小脑由于其在人类认知中的作用而开始受到更多关注。Guevara和她的团队通过寻找人类，黑猩猩和猕猴的分子差异研究了小脑和前额叶皮层的进化。具体来说，他们检查了三种物种中两种大脑组织的基因组，以发现表观遗传学差异。这些修饰不会改变DNA序列，但会影响打开和关闭哪些基因，并可以被后代继承。
与黑猩猩和猕猴相比，人类在小脑中的表观遗传学差异要比额叶前额叶皮层大，这突显了小脑在人类大脑进化中的重要性。表观遗传学差异在涉及大脑发育，大脑炎症，脂肪代谢和突触可塑性的基因中尤为明显-神经元之间连接的增强或减弱取决于它们使用的频率。
新研究中确定的表观遗传差异与理解人脑的功能及其适应和建立新联系的能力有关。这些表观遗传差异也可能与衰老和疾病有关。先前的研究表明，人类与黑猩猩在前额叶皮层之间的表观遗传学差异与涉及精神疾病和神经变性的基因有关。总的来说，这项新研究证实了在研究人脑如何进化时包括小脑的重要性。
Guevara补充说：“我们的研究结果支持小脑在人类大脑进化中的重要作用，并表明先前确定的区分人类新皮层的表观遗传特征并非新皮层所独有。”
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Journal Reference:
Elaine E. Guevara, William D. Hopkins, Patrick R. Hof, John J. Ely, Brenda J. Bradley, Chet C. Sherwood. Comparative analysis reveals distinctive epigenetic features of the human cerebellum. PLOS Genetics, 2021; 17 (5): e1009506 DOI: 10.1371/journal.pgen.1009506