是為何什么讓我們成為“人”？為什么唯有人類發展出了語言、藝術和科技，人類而與我們基因最接近的比黑18歲以下禁看1000黑猩猩，卻依然停留在原始的猩猩學生活方式？

600 萬年前，人類和黑猩猩在進化樹上分道揚鑣。更聰從那時起，明科人類基因組累積了超過 3500 萬個變異。原因

但這些變異中，為何真正塑造我們獨特認知的人類關鍵，究竟隱藏在哪里？比黑

人類加速區：基因組中的進化“快車道”

為了破解人類智慧的奧秘，科學家們提出了多種假說：

有人認為，猩猩學人類之所以特別，更聰是明科18歲以下禁看1000因為我們進化出了一些獨有的基因；也有人指出，某些關鍵蛋白質中出現的原因人類特異性氨基酸替換，可能發揮了重要作用；而其中一類被稱為“人類加速區”（Human Accelerated Regions，為何HARs）的基因組片段，尤其引起了廣泛關注。

這些 HARs 在其他哺乳動物的基因組中，通常是高度保守的，這意味著它們的功能非常重要、輕易不能改變；然而，在人類的進化分支上，它們卻像突然“踩了油門”一樣，快速積累了大量變異。

這強烈暗示，HARs 可能在大腦進化和人類獨特認知能力形成中，扮演著關鍵角色。

自 2006 年首次被提出以來，科學家們已發現了 3000 多個 HARs，它們平均長度約 260 個堿基。

這些片段大多數并不編碼蛋白質，而是充當增強子，就像“導演”一樣，指揮著其他基因的表達強度。已有證據表明，不少HARs與大腦發育密切相關。但究竟哪些 HARs 才是真正推動人類認知進化的“核心引擎”，仍是一個未解之謎。

基因組的“質檢員”：NMD 通路如何影響大腦進化？

近期，一項引人注目的研究聚焦于名為 NMD（無義介導的 RNA 降解）通路。你可以把 NMD 通路想象成細胞內的“分子質檢員”，它的主要職責是識別并清除帶有提前終止密碼子的異常 RNA 分子，從而防止錯誤蛋白質生成。

這個通路的重要性不言而喻：它不僅保障了基因表達的準確性，還在神經發育和神經元功能中發揮著關鍵作用。鑒于此，科學家們推測：NMD 通路中可能隱藏著一些 HARs，它們或許參與了人類獨特認知特征的演化過程。

研究團隊深入分析了 NMD 通路中 24 個關鍵基因與已知 3171 個 HARs 之間的潛在關聯。結果令人振奮：他們發現，NMD 關鍵基因 SMG6 中包含兩個重要的 HARs：HAR53 和 HAR123。

SMG6 基因編碼一種核酸內切酶，這種酶在神經祖細胞（一類未分化的多能或專能細胞）向不同類型神經細胞分化的過程中發揮作用。

通過功能實驗，HAR123 能顯著促進神經祖細胞的生成，而另一個 HAR53 卻作用不大。

由此，HAR123 成功脫穎而出，被認為是可能推動人類大腦進化的關鍵片段。

HAR123：驅動人類認知躍升的“關鍵片段”

盡管 HAR123 在哺乳動物中高度保守，但自人類與黑猩猩分化以來，這個片段卻經歷了快速而顯著的演化，累積了 9 個核苷酸差異。別看這些變化看似微小，卻帶來了深遠的影響。

首先，作為增強子，HAR123 不僅能促進神經祖細胞的生成，更重要的是能精細調控神經元與膠質細胞之間的比例平衡。

這至關重要，因為神經元主要負責信息傳遞，而膠質細胞則提供支持和保護作用，兩者之間的恰當平衡，是維持高級腦功能的基礎。

值得注意的是，科學家們發現 HAR123 缺失的小鼠表現出明顯的認知靈活性缺陷：它們能夠順利學會初始規則，但在規則發生變化后卻難以適應調整。

這種靈活的適應能力正是人類高級認知的重要組成部分。進一步機制研究揭示，HAR123 的缺失會破壞海馬區神經元與膠質細胞的正常比例，而海馬正是負責學習、記憶和認知靈活性調控的關鍵腦區。

其次，HAR123 表現出顯著的物種特異性。

人類版本的 HAR123 在促進神經祖細胞生成方面，顯著優于黑猩猩同源序列，并且其增強子活性在前腦區域更為突出。

相比之下，黑猩猩版本的 HAR123 則主要影響后腦發育。這種表達模式的空間差異，很可能是人類大腦獨特功能格局形成的重要基礎。

此外，HAR123 還與多種神經系統疾病密切相關。

該序列所在的 17p13.3 基因組區域若發生缺失，可能導致 Miller-Dieker 綜合征等罕見神經發育障礙。

同時，神經元與膠質細胞比例失衡已被證實與自閉癥、精神分裂癥等神經發育疾病，以及阿爾茨海默病等神經退行性疾病密切相關。

這些發現共同提示，HAR123 不僅對正常神經發育至關重要，還可能參與神經系統疾病的發生與發展。

HAR123 的研究，為理解人類認知的演化提供了清晰而有力的證據，并首次構建了從基因序列到高級認知行為的完整鏈條。

或許，正是這些隱藏在基因組“暗物質”中的細微變化，悄然塑造了人類獨特的思維方式與文明進程。

HAR123 的發現，僅僅是人類探索自身奧秘道路上的一小步。未來，更多深藏的基因組“密碼”將被逐一揭開，幫助我們更接近大腦進化的奧秘。

參考文獻

[1] Tan K, Higgins K, Liu Q, et al. An ancient enhancer rapidly evolving in the human lineage promotes neural development and cognitive flexibility[J]. Science Advances, 2025, 11(33): eadt0534.

[2] Pollard K S, Salama S R, Lambert N, et al. An RNA gene expressed during cortical development evolved rapidly in humans[J]. Nature, 2006, 443(7108): 167-172.

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出品丨科普中國

作者丨姜旋 生物學博士

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