PNAS：语言基因Foxp2的关键作用

来自麻省理工学院（MIT）和欧洲几所大学的研究人员证明，Foxp2基因的人类版本，能够使新体验更容易地转变成例行程序。...

导读

来自麻省理工学院（MIT）和欧洲几所大学的研究人员证明，Foxp2基因的人类版本，能够使新体验更容易地转变成例行程序。当他们通过转基因技术使小鼠表达“人类化”的Foxp2，这些小鼠比正常小鼠更聪明，能够更快地学会走出迷宫。相关研究结果发表在《PNAS》杂志。

Foxp2基因（Forkhead box p2）即叉头框P2基因，是控制语言能力发展的基因。在人类，FOXP2基因位于第7对染色体上。它在许多其它具有复杂发声、及发声学习能力的动物，例如鸣禽中，也有发现。因此该基因发生突变会影响语言能力，同时它也是一个孤独症易感基因。

最近，来自麻省理工学院（MIT）和欧洲几所大学的研究人员证明，Foxp2基因的人类版本，能够使新体验更容易地转变成例行程序。当他们通过转基因技术使小鼠表达“人类化”的Foxp2，这些小鼠比正常小鼠更聪明，能够更快地学会走出迷宫。

本文资深作者、MIT麦戈文脑研究所成员、MIT教授Ann Graybiel称，这些研究结果表明，Foxp2可能有助于人类学习语言的关键组件——将某些经历（例如，当我们看到一杯水，听到“玻璃杯”这个单词），转变为，自动把这个单词与外观和功能与玻璃杯类似的物体联系起来。

Graybiel说：“这个人类语言基因，可能与一种特殊的学习能力有关，这种学习能力会带我们必须做有意识的联系，以便根据我们周围的线索采取一种几乎自动的方式。”

相关研究结果发表在《PNAS》杂志，德国路德维希-马克西米利安大学人类学和人类遗传学教授Wolfgang Enard，也是本文的资深作者。本文的主要作者还包括：麻省理工学院以前的访问研究生Christiane Schreiweis，马克斯普朗克进化人类研究所的Ulrich Bornschein。

所有的动物物种彼此之间都能互相交流，但是人类具有一种独特的能力，能够生成和理解语言。科学家认为，Foxp2等几个基因可能有助于这些语言技能的发展。

该基因首次是在英国一个家族中被发现的，这个家族成员患有严重的说话和理解语言困难，研究人员发现他们携带突变的Foxp2基因。

在2009年，马克斯普朗克进化人类学研究所主任Svante Pääbo及其研究小组，利用转基因技术，使小鼠表达人类形式的Foxp2基因，这个基因编码的蛋白，与小鼠基因编码的蛋白仅有两个氨基酸的差异。

他的研究小组发现，这些转基因小鼠纹状体（与习惯养成有关的大脑部分）中具有更长的树突——细长的延长，神经元用来彼此之间进行交流。它们还更好地形成新的突触——神经元之间的连接。

本文共同作者Pääb和纹状体专家Enard enlisted Graybiel，帮助研究替代Foxp2所产生的行为影响。他们发现，具有“人类化”Foxp2的小鼠，能够更好地学习走出迷宫，小鼠在迷宫中面对T字路口的时候，必须根据迷宫地板的纹理，决定是向左转还是右转，以获得食物奖励。

这种类型的学习，第一阶段需要使用陈述性记忆，或对事件和地点的记忆。随着时间的推移，这些记忆线索会嵌入习惯中，通过程序性记忆——常规任务（例如每天开车，或打网球）所必需的记忆类型——被编码。

利用另一种迷宫，称为十字迷宫，Schreiweis及其MIT同事能够检测小鼠每种类型记忆的能力，以及两种类型的相互作用。

他们发现，当只需要一种记忆时，具有人类化Foxp2的小鼠，表现得跟正常小鼠一样，但是当学习任务需要它们将陈述性记忆转化为习惯例程时，它们的表现更为突出。因此，关键的发现是，人类化Foxp2记忆更容易把注意的行为转化为行为例程。

Foxp2产生的蛋白质是一种转录因子，这意味着它能够打开和关闭其他基因。

在这项研究中，研究人员发现，Foxp2基因似乎能打开参与神经元之间突触连接的调控基因。他们还在一部分纹状体中发现了增强的多巴胺活性。

此外，一些纹状体区域的神经元可能被更长时间的关闭，以响应长期激活——一种称为长时程抑制的现象，是学习新任务和形成记忆所必需的。

总之，研究人员相信，这些变化有助于以不同的方式“微调”大脑，使其适应言语能力和语言习得。他们正在进一步调查，Foxp2与其他基因如何相互作用，对学习和语言产生影响。

文章转载自生物通