揭开大脑层次之谜！研究表明：人类大脑皮层的六层结构在孕20周时已形成，挑战传统认知！

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研究发现

这篇论文通过使用多重误差稳健荧光原位杂交（MERFISH）技术，结合深度学习的细胞核分割，研究了人类胎儿大脑皮层的分子、细胞和细胞结构的发展。研究团队创建了一个包含超过1800万单细胞的空间图谱，涵盖了七个发育时间点的八个皮层区域。研究发现，六层结构在细胞结构层出现之前的三个月就已经通过兴奋性神经元亚型的层状分布建立。此外，研究揭示了在中期妊娠期间皮层区域规格化的两种不同模式：一种是沿前后轴的连续渐变过渡，另一种是在妊娠第20周早期在初级（V1）和次级（V2）视觉皮层之间发现的离散、突然的边界。这种在V1-V2神经元亚型中的明显二元过渡挑战了中期妊娠皮层区域化仅涉及梯度过渡的观点。通过将单核RNA测序与MERFISH结合，研究还发现V1特异性第4层神经元中突触生成的早期上调。

1）在中期妊娠期间，皮层区域规格化存在两种不同模式，即连续渐变过渡和离散边界的形成，尤其是在V1和V2视觉皮层之间。2）通过MERFISH技术，研究揭示了皮层层和区域的分子规格化在细胞结构层出现之前就已经开始。3）V1特异性神经元中突触生成的早期上调，表明空间关系在决定皮层层和区域的分子规格化中起着关键作用。这些发现为人类大脑发育的全面图谱构建奠定了基础，并强调了空间关系在皮层层和区域规格化中的重要性。

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临床意义

早期皮层层次结构的建立：研究发现皮层的六层结构在细胞建筑层出现之前的三个月就已经建立。兴奋性神经元亚型的层次分布成为识别这一结构的重要标志。这一发现强调了分子标记在皮层层次形成中的关键作用，这对于理解神经发育障碍如自闭症、癫痫等的病理机制有重要意义。  V1和V2视觉皮层边界的明确区分：研究在妊娠第20周首次观察到V1和V2视皮层之间的明确边界，这与传统的认为中期妊娠皮层区域化仅涉及梯度式转换的观点相悖。V1特异性层4神经元的突触发生的早期上调揭示了视觉皮层在神经连接形成过程中的独特性，提示在视觉加工障碍中的潜在机制。  空间关系在分子特化中的作用：研究结果表明，空间关系在决定皮层层次和区域的分子特化中起着至关重要的作用。这一发现为建设全面的人类大脑发育图谱铺平了道路，可能有助于识别神经发育障碍的早期标志物，并为其提供新的诊断和治疗策略。  这项研究通过揭示人类皮层在胚胎发育过程中的复杂分子和细胞变化，为理解人类大脑的正常发育及相关疾病提供了新的视角。

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实验策略

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