灵长类大脑皮层已扩展成一个由特化区域和网络组成的复杂拼图，支撑着高级认知功能。然而，支配这一复杂皮层组织的基本原则仍然难以捉摸，导致关于皮层扩张的假说相互冲突。“双起源假说”认为，皮层从两个进化上古老的异皮层（allocortical）区域扩张，并逐渐分化向最特化的六层初级感觉区（koniocortex，即粒状皮层）。相反，另一些理论提出，初级感觉区是皮层扩张的早期锚点。解决这一冲突需要一个整合基因表达、细胞结构和全脑连接的整体视角。

杰氏针耳猴（Callithrix jacchus）为这一挑战提供了解决方案。它保留了关键的灵长类脑特征，但具有光滑（无脑回）的皮层，避免了较大灵长类皮层复杂折叠带来的分析困难。利用这一优势，研究人员在一项新的研究中，整合了全脑单细胞分辨率空间转录组学、单核RNA测序以及磁共振成像（MRI）和神经元示踪数据。这种多模态整合使他们能够揭示皮层组织的基本原则。

分析发现了一个基本的皮层组织轴，由两个对立的分子梯度定义，这些梯度捕获了皮层基因表达、细胞组成和层级结构的主要模式。一个梯度从allocortical区域和periallocortical区域（如梨状皮层和内嗅皮层）辐射出来，而对立的梯度起源于初级感觉区，联合皮层位于它们的交汇处。这些梯度在人类、猕猴、狨猴和小鼠中保守，通过展示allocortical区和初级感觉区作为单个组织轴两端的锚点，调和了相互冲突的假说。虽然这些梯度在出生时就存在，但它们在出生后经历了显著的精细化，表明它们受到感觉经验的积极塑造。沿着这些梯度的分子变化支撑着皮层分区，细胞组成和基因表达的急剧转变与皮层区域边界对齐，并揭示了以前未被识别的细分。

值得注意的是，这些皮层梯度在丘脑基因表达模式中得到了镜像反映，并与丘脑-皮层连接对齐。这种皮层与丘脑之间的分子耦合在狨猴中比在小鼠中显著更强，突显了灵长类特异性丘脑-皮层整合的进化进步。在梯度汇聚区，狨猴中假定的默认模式网络和额极（10区）尽管功能连接较弱，却共享相似的分子特征，表明这种分子身份在人类中观察到的强连接之前就已经进化了。最后，梯度相关基因的比较分析显示，与猕猴相比，狨猴的听觉皮层更接近人类的听觉皮层，这可能反映了复杂声音交流的共同神经机制。

综上所述，通过多模态分析，研究人员确定了对立分子梯度轴作为灵长类皮层组织的一个基本原则，解决了关于皮层扩张的争论。这一轴将分子谱与解剖和功能结构联系起来，为划定皮层边界、阐明皮层-皮层下关系、表征功能网络以及识别物种特异性分子特化提供了精确的生物学基础。总之，这项工作确立了对立梯度轴作为关键的组织骨架，并提供了一个基础性的多模态资源，用于理解灵长类大脑组织和进化。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Zhi Huang et al, An opposing molecular gradient axis underlies primate cortical organization, Science (2026). DOI:10.1126/science.aea2673.