通過將這些滅絕物種的古老基因重新引入人類“迷妳大腦”——在實驗室中培養幹細胞群，並將人類幹細胞組織成迷妳大腦，科學家們開始發現新的線索。
我們關於人類進化的大部分知識來自於對古代化石和骨骼的研究。我們知道，尼安德特人和丹尼索瓦人大約在50-60萬年前與人類進化“分道揚鑣”，最後壹批尼安德特人直到大約4萬年前才完全從歐洲大陸消失。
現代人攜帶“突變基因”
同時，研究還表明，人類和尼安德特人有過雜交，尼安德特人比之前認為的要復雜得多。通過研究頭骨化石的大小和形狀，我們還知道，古人類的大腦和現代人類的頭骨相似，也就是說古人類的大腦比現代人類的大腦大，形狀也不同。然而，盡管這些變化可能與不同的認知能力有關，但化石記錄無法單獨解釋形狀如何影響大腦功能。幸運的是，最近的技術進步提供了壹種新的方式來理解我們和我們近親滅絕的區別。
通過對古代人類DNA進行測序，科學家可以將尼安德特人和丹尼索瓦人的基因與現代人的基因進行比較，這將有助於識別差異和相似之處，並揭示我們的大部分DNA與尼安德特人和丹尼索瓦人的相同。
然而，生活在特定地區的現代人類只攜帶“突變基因(與尼安德特人和丹尼索瓦人相比)”，這些特殊的DNA可能是我們區別於已滅絕近親的特征之壹。通過分析這種突變基因的原理和機制，我們可以了解現代人類獨有的特征和變化。
通過對古代和現代人類DNA序列的分析和比較，確定了對大腦功能、行為和發育至關重要的基因差異，特別是參與細胞分裂和突觸(在細胞之間傳遞神經電脈沖)的基因，這表明人類大腦比尼安德特人成熟得更慢。
具體來說，嬰兒眼眶前額葉皮層的發育被認為與決策等高級認知能力有關。自從現代人類和尼安德特人進化分離以來，可能發生了重大而微妙的變化。現代人類比他們的祖先更晚達到性成熟，這將有助於解釋為什麽我們活得更長。
成長中的大腦
長期以來，人們壹直不清楚哪種進化突變是最重要的。近日，加州大學聖地亞哥分校的艾莉森·莫特裏(Allison Motry)帶領壹個科學家團隊在《科學》雜誌上發表研究報告，揭開了這個謎團。
他們進行了壹項實驗，用人類皮膚幹細胞培育微型大腦——科學上稱之為“類器官”。類腦器官沒有真正的大腦有意識。它們的結構非常簡單。由於缺乏血液供應，它們的長度不會超過5-6毫米，但它們可以釋放腦電波，形成相對復雜的光學神經網絡。
研究團隊利用獲得諾貝爾獎的CRISPR-Cas9技術(即“基因剪刀技術”)將壹種與大腦發育有關的滅絕基因插入器官，該技術可以精確編輯和操縱基因。
我們知道，該基因的“舊版本”曾經存在於尼安德特人和丹尼索瓦人身上，而現代人類攜帶了該基因的“突變版本”。實驗中的轉基因器官表現出幾個不同點:它們的擴張速度比人體器官慢，神經元之間的連接結構發生了變化。與光滑的球形現代人體器官相比，它們更小，表面粗糙復雜。
基因突變的壹個因素？
這項研究確定了61基因，這些基因被發現在現代人和古代人之間存在差異，其中包括NOVA1基因，它在早期大腦發育過程中對調節其他基因的活動起著至關重要的作用，它在突觸形成中也具有重要意義。
此前，科學家發現NOVA1基因活性的改變可以引起神經系統疾病，如小頭畸形(導致頭部變小)、癲癇、嚴重發育遲緩和家族性自主神經功能障礙的遺傳性疾病，這表明它對正常的人類大腦功能非常重要。現代人攜帶的基因“突變版”只是改變了基因編碼中的壹個生化字母，導致了NOVA1蛋白的產生，使基因具有不同的組成成分和可能的活性差異。
在分析這類器官時，科學家發現古老的NOVA1基因改變了277個其他基因的活性，其中許多基因參與了突觸的創建和腦細胞之間的連接。因此，迷妳大腦的細胞網絡結構與現代人類不同。
這意味著NOVA1基因的突變導致了人類大腦的基本變化。DNA代碼中壹個生化字母的改變，可能會把現代人大腦的功能提升到壹個新的水平，但我們不知道這個過程中發生了什麽。
研究小組表示，他們將繼續研究其他60個基因的細節，觀察當研究人員改變每個基因或幾個基因的組合時會發生什麽？
毫無疑問，這是壹個非常有趣的研究領域。類似器官的器官可以為分析古代物種的大腦提供重要線索，但我們的研究工作才剛剛開始。對單個基因的操縱無法捕捉到真正的尼安德特人和丹尼索瓦人的基因，但它仍然可以幫助科學家了解某些人類基因的運行機制。(葉青成)