作者:Martin Garwicz 来源:PNAS 发布时间:2009-12-24 13:11:55
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大脑质量决定哺乳动物初行时间

人类婴儿之所以要很长时间才学会行走是因为一个普适的规则。
(图片提供:Photos.com)

许多动物在降生后几小时便会检验它们的四肢,进而蹒跚地向前行走,然而人类犹豫不决地迈出自己的第一步却要等上一年的时间。是人类的婴儿在本质上与其他物种存在差异吗?答案恐怕是否定的。一项新的研究表明,人类和其他所有哺乳动物开始行走的时间基本取决于其大脑的质量。
 
通过之前为支持运动神经发育的大脑变化而建立的一个新的动物模型,瑞典兰德大学的神经生理学家Martin Garwicz和他的同事发现,雪貂和小鼠获得不同运动技巧的时间表——例如攀爬和行走——彼此具有惊人的相似性,只不过小鼠的发育稍微快一些。这便让研究人员不得不考虑,哺乳动物运动神经的发育在时间上到底有多大的差异。
 
研究人员比较了24个物种的妊娠和开始行走的时间,并且着眼于这段时期与一系列变量间隔之间的关系,其中包括妊娠时间、成年个体重量,以及成年个体的大脑重量。最终他们发现,大脑质量能够解释大多数物种(94%)在行走时间上的差异。研究人员在本周出版的美国《国家科学院院刊》上报告了这一研究成果。
 
某一物种的大脑越大,例如人类,那么它学会行走的时间就越长。特别需要指出的是,在其他23个物种中,基于成年个体大脑质量与行走时间的一个模型几乎可以完美地预测人类开始行走的时间。Garwicz指出:“我们总是认为人类是一个例外,但实际上,人类开始行走的确切时间却能够通过其他行走的哺乳动物预测出来。”
 
在大多数动物中,其他两个变量——妊娠时间以及出生时的大脑质量——也与初次行走的时间拥有完美的关系,但是对于人类则是一个例外。研究人员认为,这具有重要的意义——人类的发育在子宫中仅仅经历了一个非常短的阶段,并且仅仅形成了非常小的一部分大脑质量。这一模型还能够适用于人类发育的突发事件,这是因为它所考虑的恰好是婴儿在妊娠期学习行走的时间,而非出生之后。还有另一个极端的例子——包括马在内的一些动物具有很长的妊娠期,并且几乎在出生后便立即能够行走,它们也同样适用于这个模型。
 
美国康奈尔大学的神经科学家Barbara Finlay表示,这一发现支持了一类哺乳动物发育“时钟”的存在。在她自己的研究工作中,Finlay已经发现,在出生之前,不同的哺乳动物具有类似的大脑发育时间表。但是她相信,行走作为出生后的一个里程碑将具有更加特殊的意义。Finlay说:“我感到很惊讶。我认为这台时钟应该运行到老。”她说,搞清这一时钟能否合拍直至下一个里程碑——例如与繁殖有关的事件——将是一件很有趣的研究。(来源:科学时报 群芳)
 
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