神经科学家争论了几十年的问题，终于有了一个更清晰的答案。
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心联合华大研究院等多家机构，近日在顶刊《科学》上发表重磅研究成果。研究团队以普通狨猴为模型，构建了全球首个狨猴全脑单细胞多模态分子图谱，并首次在灵长类大脑中发现了一条贯穿整个皮层的"对立分子梯度轴"，将延续数十年的皮层起源之争带向了一个出人意料的统一框架。
那条轴，被命名为Pr-Al轴。
两派争论半个世纪，答案竟然都对
要理解这项发现的分量，先得知道科学家们在争什么。
人类大脑皮层是思考、感知和行动的神经基础，但它究竟是如何组织起来的，学界长期存在两种截然对立的假说。一派认为，皮层是从海马、梨状皮层等进化上古老的"异皮层"结构向外扩展和分化的；另一派则坚持，初级感觉区域，也就是负责视觉、听觉、躯体感觉的皮层区域，才是驱动皮层发育与进化的核心锚点。两种理论各有证据支撑，互不相让。
中科院刘赐融研究组和孙怡迪研究组的新研究，给出了一个让两派都无法否认的答案：你们说的都是真的，只不过描述的是同一个系统的两个端点。
研究团队整合单细胞测序、空间转录组学等多项前沿技术，对狨猴全脑进行了前所未有的分子级别解析。结果显示，皮层内的基因表达差异并非随机散布，而是沿着一条清晰的轴线呈现出连续的梯度变化：一端是初级感觉皮层（Pr极），另一端是古老的异皮层及其周边区域，包括内嗅皮层和梨状皮层（Al极）。这两个端点在分子特征上形成镜像，共同牵引着整个皮层的组织逻辑。
著名神经解剖学家乔治·帕克西诺斯教授在配套评论文章中一语道破："与其纠结皮层究竟始于哪一端，不如观察这两极如何共同塑造了皮层全局。"
一条轴，串联了分子、发育与进化
Pr-Al轴的意义，远不止于解决一场学术争论。
从分子层面看，这条轴定义了皮层细胞类型和基因表达的主要变异方向，清晰的分子边界出现在两端梯度相交的地方，这为不同脑区的功能特化提供了直接的机制基础。过去神经科学教科书里那种"视觉区在这里、听觉区在那里"的分块地图式描述，在新框架下被一个连续渐变的系统所取代。
▲一条对立分子梯度轴，串联灵长类大脑皮层的分子、功能与连接组织（图片来源：研究团队）
从发育角度看，研究发现这条轴随时间动态锐化：出生时两端差异相对模糊，随着个体成长，梯度对比逐渐清晰。这与耶鲁大学团队提出的MIND模型高度互补，后者发现在胎儿期，皮层的基因表达就已经开始沿功能轴预先排布，新研究则捕捉到了产后的巩固过程，两者合力描绘了一幅从产前诱导到产后成熟的完整发育图景。
从进化角度看，研究团队重新分析了小鼠、猕猴和人类的现有数据，证实相同的Pr-Al梯度模式在多个物种中普遍存在。MIND模型则进一步表明，关键的分子表达模式从鸟类到灵长类都是保守的。两项研究共同指向同一个结论：这一对立梯度框架，是跨越至少9000万年大脑进化史的基本保守原则，并非灵长类的特权。
▲从两种理论到同一条轴：皮层组织统一框架（图片来源：研究团队）
研究还发现了一个灵长类特有的细节：在狨猴中，丘脑与皮层之间的分子对应关系比小鼠更为紧密，这可能与灵长类丘脑轴突更早到达皮层、并与皮层祖细胞进行更长时间分子互动有关，暗示皮层组织的精细化程度与丘脑的早期参与密切相关。
帕克西诺斯教授还特别指出了一个耐人寻味的推断：两端梯度相交的区域，也就是联合皮层，可能正是多感觉流汇聚整合的枢纽地带。这或许能解释，为什么这些区域参与抽象推理和高级认知，同时也是自闭症、精神分裂症等神经精神疾病中最容易受累的脑区。
一条分子梯度轴，把皮层的结构、发育、进化和疾病脆弱性串在了同一根线上。这项来自中国科学家的研究，正在为人类理解自身大脑的基本组织逻辑提供一张新的导航图。
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