进化生物学家长期以来一直对人类颅骨的尺寸，特别是其中容纳的大脑的大小感兴趣。他们指出，人类的颅骨非常大，在分娩时会带来风险，而且维持这个大型大脑的运转需要消耗大量能量。大多数研究人员曾假设，如此大的体积一定带来了巨大的进化优势，比如提高了智力，从而弥补了这些劣势。现在，发表在《自然神经科学》杂志上的一项研究 [需要订阅] 表明，赋予人类如此进化优势的并非是数量增加的脑细胞，而是脑细胞之间突触复杂性的增加。
[突触是]神经元之间的连接，它们通过一系列生化开关，将电信号——以及信息——从一个脑细胞传递到下一个。迄今为止的大多数研究都假设，由蛋白质组成的突触在所有动物身上基本相同，从低等的蚯蚓一直到进化阶梯上的人类 [AFP]。
这项新研究在爬行类生物和人类之间拉开了更大的距离。研究人员考察了单细胞酵母、果蝇和老鼠的突触，这三种生物代表了截然不同的进化阶段。神经科学团队专注于老鼠突触中大约600种蛋白质，并观察这些蛋白质是否也存在于另外两种生物的突触中。他们发现，只有一半的蛋白质存在于果蝇中，约四分之一存在于酵母突触中。研究人员表示，这表明地球生命每一次重大的进化步骤都伴随着突触复杂性的增加。
该研究的领导者之一Seth Grant教授表示：“‘神经元数量越多’就能解释大脑能力越强的简单观点，我们的研究根本不支持这一点。当多细胞动物出现时，突触中蛋白质的数量和复杂性首次爆发，大约在十亿年前。第二次浪潮发生在脊椎动物出现时，大约在五亿年前” [BBC News]。
每次突触蛋白质的增加，可能都允许了发展中的物种的大脑进行更大的专业化，从而产生了更复杂的学习和行为系统。研究人员表示，在单细胞酵母中发现的25%的突触蛋白质，指向了动物智能的进化根源。值得注意的是，研究表明，思维的起源在于感觉：一些参与突触信号传导、学习和记忆的蛋白质存在于酵母中，在那里它们的作用是响应环境信号，例如由于食物短缺或温度变化造成的压力。
Keele大学生物信息学讲师、该论文的联合第一作者Richard Emes博士说：“令人惊叹的是，通过达尔文的‘修补与改进’式进化过程，从酵母中的一组感觉蛋白质，竟然产生了与哺乳动物学习和认知相关的复杂突触。” [Daily Telegraph]。
这确实令人惊叹。浏览一些过去的DISCOVER文章，可以了解到同样引人入胜的突触如何编码记忆以及恐惧，以及控制我们学习和行为的完整“神经代码”究竟有多么复杂。
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