研究艺术效果图。研究团队供图

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）正高级工程师沈志明团队，联合华大生命科学研究院等国内外科研团队，揭示出猕猴与啮齿类动物屏状核的结构、细胞类型和分布存在显著差异，为灵长类意识的产生奠定了多模态信息整合的基础，为理解人类意识产生的进化机制提供了新思路。近日，相关研究成果发表于《细胞》。

“人类意识”被认为是科学前沿的未解难题之一，而屏状核是意识产生的关键区域。屏状核的形态细小狭长且不规则，隐藏于大脑深部。其是大脑内的联接中枢，与几乎所有大脑皮层的脑区都有直接联接，在多模态信息整合中可能起着关键作用，但已有研究非常少。

研究团队利用单细胞核RNA测序技术对猕猴屏状核区域细胞进行了转录组分类，并系统对比了周围脑区的细胞类型，发现猕猴绝大部分屏状核神经元与岛叶深层神经元更加类似，提示屏状核的主要功能可能与长程投射调控大脑其他脑区相关。

空间转录组技术的分析结果显示，猕猴屏状核具有明显不同于周围脑区的特殊标记基因，可用于精准勾勒屏状核的物理边界。值得一提的是，猕猴的屏状核结构与啮齿类动物的屏状核明显不同，可能为理解意识的进化机制提供重要线索。

研究团队绘制了猕猴屏状核全脑介观联接图谱，发现屏状核内部不同部位神经元的皮层投射存在明显的偏好性，据此可将屏状核分为4个亚区。进一步研究发现，屏状核与除小脑外的所有皮层和皮层下脑区相连，是大脑中的联接中枢。此外，猕猴屏状核内部存在广泛的前后轴联接，为屏状核单个神经元整合多模态信息提供了直接支持，而这被认为是意识产生的关键。

猕猴屏状核各细胞类型的精细空间分布特征则提供了更多信息。屏状核不同区域在兴奋性神经元的组成比例上存在明显差异，且同一个屏状核局部区域联接的皮层和皮层下核团经常具有类似功能。同时，研究团队将猕猴屏状核中富集的GNB4神经元与小鼠相应类型的神经元进行了精细比较，发现了猕猴特有的GNB4细胞类型，表明这是猕猴屏状核在演化过程中出现的特异细胞类型。

相关论文信息：http://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.037

（原载于《中国科学报》 2025-04-11 第1版 要闻）