脊椎动物复杂脑结构的起源与演化一直是科学界探索的焦点，而七鳃鳗作为现存最古老的脊椎动物类群之一，为解开这一谜题提供了关键线索。这种被称为“活化石”的生物，其核心形态特征在化石记录中保持了约3.6亿年未变，且与有颌类脊椎动物在4.5亿年前就已分道扬镳，因此成为重建脊椎动物脑祖先状态的理想研究对象。
中国科学院昆明动物研究所联合多支科研团队，首次完成了七鳃鳗全脑的三维空间单细胞图谱绘制。这项研究通过高精度技术手段，覆盖了七鳃鳗整个脑部的细胞类型与基因表达特征，为理解脊椎动物脑的演化提供了全新视角。相关成果已发表于国际权威学术期刊《科学》封面论文。
研究发现，尽管七鳃鳗与小鼠在演化历程上相隔数亿年，但二者多个脑区的基因表达模式和细胞类型存在高度相似性。这一现象表明，脊椎动物共同祖先的大脑可能已具备明确的分区结构和复杂的分子调控网络。例如，某些关键基因在两类物种的特定脑区中表现出一致的活跃模式，暗示这些区域的功能在演化早期就已奠定基础。
研究还揭示了七鳃鳗脑中一类独特的“兼职”神经元。这类细胞同时具备兴奋性和抑制性功能，在七鳃鳗和斑马鱼脑中占比显著，但随着脊椎动物演化进程，分工更精细的“专职”神经元逐渐占据主导地位。这一发现为理解神经元功能的分化提供了重要案例，也反映了脑结构从简单到复杂的演化趋势。
科研人员在七鳃鳗的“小脑样区域”中鉴定出一类细胞，其分子特征与斑马鱼小脑的中间神经元高度相似。这一发现支持了七鳃鳗脑中可能已存在雏形小脑的假说，为长期争议的小脑起源问题提供了新的分子证据。此前，学界对小脑是否起源于原始脊椎动物存在不同观点，而此次研究通过跨物种比较，为这一问题的探讨增添了关键依据。
该研究团队负责人指出，全脑三维图谱犹如一份跨越数亿年的“演化地图”，不仅填补了脊椎动物脑早期演化的知识空白，也为后续研究提供了重要参考。随着空间组学等技术的进一步发展，这类跨物种比较研究有望揭示更多脑结构演化的深层机制。
