如果你仔细观察过人类大脑的标本，一定会对它满布沟回的“核桃纹”印象深刻。日前，中国科学院昆明动物研究所研究员石磊团队的研究，系统阐明了大脑皮层褶皱形成的分子基础，不仅为理解人类大脑的进化提供了新视角，也为探索神经发育疾病的成因提供了新的线索。相关研究成果发表于《自然-遗传学》。

成果效果图。昆明动物所供图

相比光滑平整的小鼠大脑，人类大脑中错综复杂的褶皱，正是我们拥有高级认知功能的生物学基础。

传统观点认为，皮层的扩张主要得益于灵长类近期进化出的新基因。

但作者揭示了另一种可能：一些古老且保守的基因，在进化过程中通过表达水平的重塑，同样对大脑发育起到了关键作用。

为了追踪这一进化过程，研究团队系统比较了小鼠、树鼩、狨猴、猕猴和人类胚胎期大脑皮层各层的转录组数据。

结果发现，一个名为CCNB1IP1的古老基因，在灵长类出现之前就已在大脑中表达。在随后的进化历程中，其表达水平在小鼠、树鼩、狨猴、猕猴和人类之间呈现出明显的阶梯式上升，并在人类大脑中达到最高水平。

值得注意的是，CCNB1IP1的表达量与大脑皮层的折叠程度密切相关。例如，具有平滑脑的狨猴，其表达量与树鼩相近；而具有褶皱的猕猴则明显升高；脑回指数最高的人类，其表达量也最高。进一步的研究表明，这种表达量的攀升，是由基因周围顺式调控元件的改变所驱动。

在分子机制上，科学家发现CCNB1IP1蛋白能够通过泛素化途径降解转录因子E2F1。这一过程可能改变了神经祖细胞的细胞周期动态，缩短了G1期时长，从而促进了基底祖细胞的增殖，并最终驱动了皮层面积的增大和折叠结构的形成。

为了验证这一机制，研究团队构建了条件性敲入小鼠模型，使其表达人类水平的CCNB1IP1。结果显示，原本大脑皮层平滑的小鼠，在表达人类CCNB1IP1后，皮层成功发育出了类似灵长类的折叠结构。进一步的行为学测试也表明，这些小鼠的学习与记忆能力有所增强。

这或许也说明，人类大脑的独特性，并非源于“凭空出现”的突变，而是源于古老基因表达“节奏”的渐进性改变。

相关论文链接：https://doi.org/10.1038/s41588-026-02773-x