中国科学院昆明动物研究所的研究团队近日取得重要突破，他们联合华大生命科学研究院和辽宁师范大学的科研人员，成功绘制出全球首个雷氏七鳃鳗全脑三维空间单细胞分子图谱。这项研究为理解脊椎动物复杂脑结构的起源提供了关键演化框架，相关成果已作为封面文章发表在国际权威期刊《科学》上。
作为现存最古老的无颌脊椎动物，七鳃鳗被誉为"活化石"。这种生物在约4.5亿年前就与有颌类脊椎动物分道扬镳，其身体结构在3.6亿年间几乎没有发生重大改变。这种演化上的保守性，使其成为研究原始脑结构演化的理想模型。研究团队通过整合空间转录组技术和单细胞核测序技术，对超过46万个脑细胞进行了深入分析。
科研人员将七鳃鳗的脑结构划分为14个核心区域，并精准识别出209类具有独特空间位置和基因表达特征的细胞群。这项工作构建了首个无颌类全脑三维分子图谱，为比较不同脊椎动物脑结构提供了重要基准。研究发现，尽管七鳃鳗与小鼠在演化上相隔数亿年，但它们的多个脑区在功能和基因表达层面表现出惊人的相似性。
比较分析显示，脊椎动物的共同祖先可能已经具备分区明确、分子调控复杂的大脑框架。这种基础布局在约5亿年前就已基本定型，为后续各类脊椎动物的脑演化奠定了基础。与此同时，不同演化分支又独立发展出特有的脑细胞类型，这表明早期脊椎动物的大脑结构既具有高度区域化特征，又包含复杂的分子组成。
这项研究不仅深化了我们对脊椎动物脑起源的认识，也为理解神经系统的演化机制提供了新的视角。通过解析七鳃鳗这种古老生物的脑结构，科学家们得以追溯复杂脑结构的演化轨迹，揭示生命演化过程中保守性与创新性的辩证关系。
