用计算生物学测定的新基因在脊椎动物，特别是在人上面，我们发现在我们人的基因组里面的新基因它事实上是大脑演化的driver，或者是一个推动者
在做的同学一定感兴趣，我们之所以成为人，我们有些基本的生物学特征在最近的500万年发生了，
上面首先是大脑的演化，从比较小的几百个毫升，这里红的区域就表征了它的脑容量，一直到了很大的大脑，这是我们基本
条件，在这个大脑的演化当中，伴随着激动人心的改变，这些都曾经是我们的祖先发生的，第一个祖先是像大猿的一类东西，你看全是毛茸茸的。
但他们做了一件事，这个祖先正在把一棵草上面的茎或者茎秆，把它拿来戳蚂蚁洞，他把这些蚂蚁从地里面驱赶出来以后，他就好吃蚂蚁。
这个现在有大量的行为学研究所表证的一种特征，所以用另外一句话说，我们的祖先大约在100多万200多万年以前他们学会了
制造foraging tool,foraging tool就是寻找食品的工具。
这是让人激动人心，第一次可以用工具来取得自己的食物。
然后大约到了几万年以前，我们的祖先当大脑演化到那么大的时候，他们第一次开始发现自然界的火可以被引进来烹煮食物。
帮助我们取暖，所以这是对火的引进的是第二次人类最大的改变，改变的原因是因为大脑的膨胀和智慧的增长。
又到了大约几万年以前的祖先，他们第一次在岩洞当中画出美丽的图画，
这个图重要的不是这个图画，你觉得有多少可以欣赏的价值？
重要的是我们祖先第一次用起大脑对自然界的形象，可以进行抽象，可以把它变成一个概念，所以这就叫create concept。
你看，他画这个牛，或者野马，非常地神似，尽管他没有detail，所以人的大脑里已经有关于牛、马这类最一般的概念。
大家不可以小看这一步。这一步第一次表征着我们终于脱离了自然界，我们终于可以把自然界最基本的特征grab，放到我们的大脑里去。
这是何等了不得的事件。
那么，又到了150年以前，达尔文自己第一次在他的手稿当中，经过加拉帕戈斯群岛考证的结果，画出这张演化史，你看演化图上怎么写的？“I think..."
“我认为...”
我们的来源和大猿曾经有共同的祖先，大猿和其他的灵长目是在这课演化树上的不同个体。
这张图的右边是阿尔伯特•爱因斯坦的手稿，手稿里他跟达尔文坦述了我们人世间另外一件了不起的
就是关于宇宙的能量和速度的相对关系，这是那个最了不起的狭义相对论的基本公式。
这两张事情就表明，人类在大脑发育的过程当中，它第一次让我们的聪明才智首先转向我们自己的来源，其次让我们面对这个宇宙，想想这个时间
也都是到了演化的时间，因此你一定会想到这后面的遗传结构改变是怎么发生的？
所以这变成了魅惑迷人的，英文叫"fascinating"，中文叫“魅惑迷人”，什么样的遗传变异在我们祖先的基因组当中发生了？
以致于它让我们在大脑里有这么迅速的改变？所以今天我给出例子，就是新基因在大脑演化当中的角色。
是怎么做得呢？按照我们刚才介绍的计算的流程图，
使用我们的同事——今天我们知道，在我们研究那会，已经有至少十几种以上脊椎动物，我们知道他们在一定演化时间相连，这下面是演化时间。
——我们用这样的比较方式，就把
在我们人类远古年代的祖先，在这个地方，
比如到chicken，birds享有的共同祖先 ，把它的新基因起源一一鉴定出来，把它作图做到不同的演化时间里，最后一直指向我们人类这次事件。
计算的结果是，我们发现
一般而言，在脊椎动物当中，每一百万年大概会产生20个基因，
但是当演化指向进入到灵长目以后，基因起源的速度提高了，每一百万年变成30个基因。
当我们谱系指向到人的这个特殊的（物种），在最近大约五百万年时间内，
基因起源的年龄增加到每一百万年80个基因，换句话说，今天在我们基因组里头，我们含有389个，至少我们保守的估计，至少含有389个
人特有的基因，我们最邻近的堂兄，黑猩猩或者大猩猩都没有，这个原因就使得我们推想，
是不是这些原因使得我们这支动物不同其他的动物，我们人也是动物，使得我们人之所以为人，是因为有这些特殊的基因。
那么我们下面看看，这些基因一般而言有什么样的表达类型。
所以现在感谢这些做基因组测序，大量的表达谱测序的科学家们，他们把资料——在人的各种各样的大脑细胞测序以后——把它放到网上，
允许我们用生物信息学的方法，来确定这些基因在人的什么器官当中表达。
这个地方我们感兴趣的是，如果比较人和老鼠，他们的表达谱不一样，那么他们之间有什么样的不一样？
第一个最striking的不一样是，
对我们人而言，我们含有的基因当中，显著比老鼠高得多的比例，它们involved在大脑当中表达，但在老鼠当中，少多了。
就是小鼠的基因就少多了，这里我要指出的是，人和老鼠刚才那张图已经表明，有很多基因是共同的基因，所以这里研究它们的基因表达类型。
但老鼠跟我们比较，它也有它得意之处，比如雌性的老鼠在ovary当中，关于生殖的（基因），比我们高多了。
所以我常常猜想，老鼠繁殖那么快，是不是因为有这么多的在雌性老鼠当中表达的基因？
这件事情我们不能确认，但可以确认的是，人比老鼠具有更多的在大脑里表达的基因。
在研究这些基因产生以后，在自然界从远古的年代，这里是五亿年以前，一直指向到今天。
结果我们发现，这是一个基因在不同演化时间不断产生，而且产生以后，他们的表达是upregulation。
就是它的表达水平同母基因相比马上是在上升的过程，而且越来越多，
甚至到最近，我们跟我们的堂兄黑猩猩的共同祖先相比，我们在我们大脑里人的基因，仍然处于提高的过程。
那么基因表达少的这些新基因越来越少，
这边是指的那些在我们人的大脑皮层当中表达的基因，英文叫neocortex.
而这边是研究这些新基因在我们大脑皮层当中一类特殊的区间，应为叫prefrontal cortex，前额叶，就是人的这个地方表达的区间，
我们知道了使我们成为人而不是非人的基本特征有联系。
最近发现，有两组科学家在美国，他们刚好把我们这54个基因当中的一个做了仔细的神经生物学分析，他们把人类这样的一个特有的基因叫SRGAP2C，
把它用转基因的方式，放到老鼠的大脑的皮层里面去，看看老鼠有了新基因以后会发生什么样的改变。
你容易想到，难道这个基因能让老鼠变成人吗？显然不能，因为有很多的基因（共同作用），但是他们的研究中找到很有趣的观察，
左边的image是正常的野生的老鼠的大脑皮层的神经结构，
也就是一个神经，上面伴随着很多spine，英文叫spine，就是神经上面各种各样的刺出来的，像树突一样的东西。
这个树突当两个不同神经元相连，它需要这种树突，使他们耦合，就是这样的东西使他们耦合，这样两个神经的电信号才能相互相连。
结果他们发现，下图，如果把人大脑的新基因在老鼠当中表达，第一，发现大脑增加了很多spine，（所谓）很多是做了统计检验，检验发现很高。
并且，每一个spine，就是使树突的长度变得很长，所以就表示，有了这类基因，不同的神经彼此之间的connection就变得紧密很多了。
所以有一个新闻记者的采访我，他做了一个比喻，按照你的研究就表明，这些基因尽管不能确认在果蝇大脑上怎么样，
但可以推证，通过神经生物学表明，由于有了新基因，如果把我们的大脑比喻成一台电脑的话，这台电脑计算的power就大大增加了。
这是发表在《细胞》杂志上的一篇文章。
好，现在我们第二个讲演的就完了。做个总结，就是人的大脑的演化伴随着新基因的起源，而且起源的速度很快。
第二，新基因一旦在人的大脑中表达，它首先是表达在人的大脑皮层。这里要强调，人和老鼠最大的不一样，就是人有neocortex，而老鼠没有。
第三，很多新基因，特别是那些人类特有的新基因，也就是那些我们堂兄黑猩猩所没有的基因，他们通常在我们的前额叶和我们颞叶当中表达，
因此我们的大脑结构是由于基因的产生，它们发生演化。演化的结果是，认知功能同时得以演化和产生。
好，下面魏老师会用更多的更有趣的例子来表明我们大脑演化当中所走过的历程。