大腦表面特有的皺紋通常與認知功能的增強有關，然而，過度的褶皺會產生相反的效果。人類大腦的外層被稱為大腦皮層，其特點是獨特的迴旋線和溝槽，或脊和溝。這一層負責管理認知和執行功能，包括從有意識的思維和語言到情緒調節的一切。

人類大腦復雜的表面折疊使該器官能夠將2.6平方英尺的大腦皮層組織擠進頭骨。資料來源：加州再生醫學研究所

大腦皮層由100多億個細胞和100多萬億個連接組成，形成一個只有5毫米厚的灰質層–相當於不到三個疊加的四分之一。

大多數具有大型大腦的動物都表現出皮層折疊，這使得非常大面積的大腦皮層組織（大約2.6平方英尺）被壓縮在頭骨的範圍內。皮質折疊越多，該物種的認知功能就越先進和復雜。小鼠和大鼠等低等物種的大腦較小，表面光滑；大象、鼠海豚和猿猴等高階物種的大腦皮層顯示出不同程度的迴旋化或褶皺。人類擁有最多褶皺的大腦，被認為是高級進化的一個指標。

然而，在一些人類中，大腦皮層的過度折疊與更大的認知能力無關，而是相反，並與神經發育延遲、智力障礙和癲癇發作有關。控制這種折疊的基因大多是未知的。

加州大學聖地亞哥分校醫學院和雷迪兒童基因組醫學研究所的研究人員在2023年1月16日的《美國科學院院刊》上寫道，他們的新發現加深了對人類大腦皮層組織的理解。

加州大學聖地亞哥分校的研究人員確定了一種突變，這種突變會導致人類大腦皺縮的大腦皮層過度折疊，從而導致認知功能減弱。資料來源：加州大學聖地亞哥分校健康科學部

在高級研究作者、加州大學聖地亞哥分校醫學院Rady神經科學教授、Rady兒童基因組醫學研究所神經科學研究主任Joseph Gleeson博士的領導下，一個名為”神經遺傳學聯盟”的國際研究團體在10年內對近1萬個患有小兒腦病的家庭進行了基因組分析，以尋找新的病因。

格里森說：”從我們的隊列中，我們發現有四個家庭患有一種叫做多發性腦病的疾病，意思是說有太多的腦回，而這些腦回又過於緊密，直到最近，大多數治療這種疾病患者的醫院都沒有檢測遺傳原因。聯合會能夠一起分析所有四個家庭，這有助於我們發現這種情況的原因。”

具體來說，所有四個家庭都顯示了一個名為跨膜蛋白161B（TMEM161B）的基因的突變，該基因在細胞表面產生一種以前未知功能的蛋白質。

第一作者、Gleeson實驗室的博士後Lu Wang博士說：”我們確定了TMEM161B的原因之後就著手了解過度折疊是如何發生的。我們發現該蛋白控制著細胞的骨架和極性，而這些控制著折疊。”

利用來自患者皮膚樣本的干細胞，以及工程小鼠，研究人員在胚胎髮育早期發現了神經細胞相互作用的缺陷。

Wang說：”我們發現該基因對於神經細胞如何相互作用所需的細胞骨架變化是必要和充分的。有趣的是，該基因首次出現在進化過程中的海綿動物身上，而海綿動物甚至沒有大腦，所以顯然該蛋白必須有其他功能。在這裡，我們發現了調節人類大腦中褶皺數量的關鍵作用。”

該研究的作者強調，基因發現研究很重要，因為它們準確地指出了人類疾病的原因，但這些發現可能需要很多年才能發展成新的治療方法。

希望醫生和科學家能夠在我們的成果基礎上進行擴展，以改善對腦部疾病患者的診斷和護理。