人类认知进化代价是自闭症高发:天才与自闭差一步


斯坦福大学研究发现,人类最丰富的神经元因正向选择而加速演化,系统性下调自闭症相关基因,这虽可能促进人类认知进化,但也使神经元更易受扰动,从而解释了自闭症在人类中的高发。


第一章:一个脑洞大开的假设——“脑细胞越多,越不敢乱变?”

从前从前,在遥远的进化森林里,有一群科学家,他们不研究恐龙,不研究外星人,专门研究——“脑子怎么越长越不对劲”

他们盯着显微镜,看着一堆来自人类、猴子、猩猩、松鼠(其实是老鼠)的大脑细胞,突然灵光一闪:“哎你们说,是不是脑细胞越多,越不敢随便突变?就像公司人越多,越不敢随便改制度?”

于是,他们提出了一个脑洞堪比黑洞的假设

> “那些在大脑里数量最多的神经元类型,可能因为影响太大,进化起来特别保守;而那些稀有品种,反而像社恐程序员,没人注意,随便突变也没人管。”

为了验证这个猜想,他们翻遍了六个物种、三个大脑区域、上百万个脑细胞的RNA测序数据,最后得出一个堪比“牛顿被苹果砸中”的结论

> “脑细胞越多,进化越慢;越少,越能放飞自我!”

斯坦福大学生物系的亚历山大·斯塔尔(Alexander L. Starr)与亨特·弗雷泽(Hunter B. Fraser)教授团队,在2025年9月发表于《分子生物学与进化》期刊的一项重磅研究中,首次揭示了一个关于神经元演化的核心规律:越常见的神经元类型,基因表达越保守;越稀有的神经元,则演化得越快。



第二章:人类脑子出了“内鬼”——L2/3 IT神经元叛变了!

这项研究基于超过100万个来自六个哺乳动物物种(包括人类、黑猩猩、大猩猩、恒河猴、狨猴和小鼠)的单细胞核RNA测序数据。研究团队分析了三个不同大脑皮层区域——颞中回、背外侧前额叶皮层和初级运动皮层——发现无论在哪一个区域,都存在一个惊人一致的现象:神经元亚型越丰富、占比越高,其全基因组表达模式在物种间就越保守。

换句话说,大自然对“主力部队”管得更严,容不得乱变;而对“特种小分队”,则允许更多演化自由度。

本来这个规律在猴子和猩猩身上都挺正常的,直到他们看到——人类的L2/3 IT神经元

这位兄弟是大脑皮层里最“人多势众”的神经元之一,按道理应该最保守、最听话、最不敢乱变。

但!是!

它!竟!然!进化得比谁都快!

就像你们公司那个最老实巴交的同事,突然有一天剃了光头、纹了身、开始跳街舞,还在年会上唱《青藏高原》——全场震惊!

科学家们一脸懵逼:“这不科学啊!你是不是偷偷打了进化激素?”

于是他们开始追查这个“内鬼”的基因表达,结果发现了更离谱的事:

> 这个神经元类型里,大量与自闭症相关的基因,居然在人类中被显著下调了!

换句话说,人类的大脑在主动“关闭”一些自闭症基因,但这些基因本来是用来维持神经元正常功能的!

这就像一个纪律严明的特种部队,突然在人类这里开始“自由发挥”了。



第三章:自闭症基因被“团灭”——是福还是祸?

科学家们开始怀疑人生:“我们人类是不是在进化过程中,为了变聪明,不小心把自闭症的‘保险丝’给拔了?

他们做了一个非常“烧脑”的实验:用人类和黑猩猩的干细胞,融合成“杂交大脑类器官”,也就是“人猩合体大脑”。

然后他们观察这些“杂交脑细胞”里,自闭症基因的表达情况。

结果让他们倒吸一口凉气:

> 人类的自闭症基因,表达量普遍低于黑猩猩!而且这种下调,不是随机突变,而是被“选择性保留”的!

更令人震惊的是,这种加速演化,并不是因为自然选择放松了(也就是“摆烂”),而是因为受到了强烈的“正向选择”——也就是说,这种变化,对我们的祖先是有好处的!

也就是说,我们人类在进化过程中,主动选择了“降低自闭症基因的表达”,但代价是——我们更容易得自闭症了!

这直接证明了,这种下调自闭症基因的表达是写在我们DNA里的,是遗传的,不是环境造成的。



第四章:自闭症的“进化陷阱”——我们亲手挖的坑?

你可能会问:“为啥我们要下调这些基因?它们得罪谁了?”

最关键的是,下调自闭症基因表达的方向性极强:
在中性演化(也就是随机漂变)的假设下,基因表达的上调和下调应该是五五开。
但数据显示,自闭症相关基因的下调比例远远超过随机预期,统计学上几乎不可能是巧合。
这只能用“正向选择”来解释——我们的祖先,因为这些基因表达得更低,获得了某种生存或繁殖优势

科学家们给出了两个可能的解释:



解释一:为了变聪明,我们“牺牲”了稳定性

这些自闭症基因,很多都参与突触形成、神经连接、大脑发育

下调它们,可能让人类的大脑发育得更慢、更灵活、更适合学习语言和社会互动

但就像你把汽车的安全气囊拆掉,车子跑得更快了,但一旦出事,后果也更严重



解释二:我们的大脑“过载”了,必须“降压”

人类大脑体积暴增,神经元数量爆炸,能量消耗高得离谱。

也许这些自闭症基因的下调,是一种“进化降压”机制,让我们的大脑不至于“烧坏”。

但副作用是:一旦环境或基因再出点小问题,就容易滑向自闭症的深渊



第五章:自闭症不是“病”,而是“进化的副作用”?

这篇论文最后提出了一个颠覆三观的观点

> 自闭症可能不是简单的“疾病”,而是人类为了获得更高认知能力,所付出的“进化代价”。

就像火箭为了飞得更高,必须抛弃一部分燃料舱

人类为了变得更聪明,也可能抛弃了某些神经系统的“稳定性”

这项研究的意义,远不止解释自闭症。它首次为一个流传已久的假说——“人类高级认知能力是以精神疾病风险为代价换来的”——提供了直接的、机制层面的证据。
过去,我们总认为疾病是演化的“错误”或“副产品”,但这项研究告诉我们,有些疾病高发,恰恰是因为那些致病基因的“微调版本”曾经被自然选择青睐过!这是一种“演化上的权衡”(evolutionary trade-off)。



第六章:未来会怎样?我们能“修复”自己吗?

科学家们说,我们还不确定这些自闭症基因的下调,到底是“主动选择”还是“被动妥协”

但他们已经着手研究:

- 能不能用CRISPR技术一点点恢复这些基因的表达?
- 能不能在早期发育阶段干预,降低自闭症风险?
- 能不能找到那些“关键基因”,只修复它们,而不影响其他功能?



结语:我们的大脑,是奇迹,也是赌注

这篇论文告诉我们一个既浪漫又残酷的事实

> 人类的大脑,是进化史上最伟大的奇迹之一,但也是一场高风险的赌注。

我们为了语言、为了社会、为了文明,一步步走向认知的巅峰,但也在这个过程中,埋下了自闭症的种子

这不是失败,而是进化的代价

就像一位科学家说的:

> “我们不是为了完美而进化,而是为了更复杂、更灵活、更不可思议。”

天才和精神病一步之差



作者亚历山大·斯塔尔是斯坦福大学的博士生,而他的导师亨特·弗雷泽教授是演化基因组学领域的顶尖专家,长期致力于研究基因表达的演化规律及其与人类疾病的关系。他们这次将单细胞技术与演化生物学、神经科学深度结合,开辟了一个全新的研究范式。他们的发现也暗示,精神分裂症可能也遵循类似的逻辑,因为研究中也观察到了精神分裂症相关基因在人类L2/3 IT神经元中的下调趋势。

当然,研究也有局限。比如样本量还不够大,类脑器官毕竟不是真实大脑。但这个框架已经建立起来了。未来,我们可以用同样的方法去探索其他脑区、其他细胞类型,甚至其他器官的演化规律。更重要的是,它让我们重新思考“疾病”的定义——有时候,我们眼中的“缺陷”,可能正是我们之所以为人的“勋章”的另一面。