BRAIN / BRAIN × AI20 SEP 2026
脑科学与AI⑥｜脑不是照图纸长出来的
前五篇都在讲脑长成什么样：架构、拓扑、零件、排水管。这一篇讲它是怎么长成的。
胚胎期那批造皮层的干细胞,在决定生出什么细胞之前,会先问两个问题。这两个问题,基因组里都没有答案。
2 01 同期发表的论文数 |
1 02 大模型训练的信号源数 |
0 03 小鼠身上那条接触线 |
今年夏天,加州大学洛杉矶分校同一个实验室连发两篇论文,一篇在《细胞》,一篇在《科学》。两篇讲的是同一件事的两半。
同一批干细胞,同一套基因。第一个信号问的是造得起吗,第二个信号问的是邻居要什么。两个信号都来自细胞外面。
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一、先说这批细胞在干什么
大脑皮层三毫米厚,分六层,每层的神经元类型不一样。这些细胞不是一次性造出来的,是按顺序排队生出来的。
负责生产的是一批叫放射状胶质的干细胞。它们在胚胎期不停分裂,每一次分裂都要做一个选择:再生一个自己,还是生一个神经元；如果生神经元,生哪一种。
做完这些选择,皮层就定型了。厚度、分区、哪一层厚哪一层薄,全在这批选择里。
所以问题就变成了:这批细胞凭什么做选择。
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二、第一个问题:造得起吗
《细胞》那篇画了一张早期人类皮层的代谢地图。
关键通路叫磷酸戊糖途径。它拿葡萄糖当原料,生产的不是能量,是造细胞需要的零件——核苷酸、还原力。一个细胞要快速分裂,得先有足够的砖。
研究者把葡萄糖供应减下来,或者把这条通路打断,结果不是细胞分裂得慢一点。
结果是它们改生别的细胞了:转向产出更多抑制性神经元,以及本该更晚才出现的那些类型。
换句话说,原料不够的时候,这批干细胞不是把活干慢,是把产品换了。
这一点值得停一下。我们习惯把代谢当成后勤——管饭的,不管决策。这篇论文说的是,后勤直接参与了决策。
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三、第二个问题:邻居要什么
《科学》那篇找的是另一个来源。
丘脑是脑深处的一个中继站,成年后负责把各路信号转发到皮层。而在胚胎期,丘脑的神经投射会提前伸过来,直接碰到那批还在分裂的干细胞。
不是靠扩散的化学信号隔空喊话,是物理上接触。接触这个动作本身,通过一个叫 NRXN1 的分子起作用,结果是干细胞多生兴奋性神经元。
所以皮层不是自己关起门来造的。它在造的过程中,已经在听将来要跟它对接的那个部件说话了。
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四、这篇里最值钱的一句,在新闻稿里
UCLA 的稿子里有一句,论文摘要之外:这个接触点此前从没被识别过,而且很可能在啮齿类身上不存在。
如果这条成立,它解释的东西比它本身大得多。
人脑和小鼠脑的差别,历来最难解释的一点是:基因大体相同,细胞类型也大体对得上,为什么长出来的东西差这么远。这条丘脑接触线,是一条小鼠没有的指令线。
它同时也是一个警告。拿小鼠做皮层发育研究,缺的可能不是精度,是这条线整个不在那里。
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五、放回 AI 这边看
大模型的"发育",就是训练。训练过程里,每一步的调整依据只有一个:损失函数给的梯度。一个信号源,一个方向。
而这批干细胞在做同样性质的事——决定下一步产出什么——的时候,手上至少有两种完全不同性质的输入:
```
代谢状态 造得起什么 来自细胞内部的原料账本
接触信号 邻居要什么 来自一个还没连上的远处部件
```
这两个信号不可互相替代,也不能互相换算。一个是资源约束,一个是外部需求。
我不认为这直接说明大模型的训练方式错了。硅和碳的成本结构不同,单一信号源在工程上有它的道理。
但它提示了一个问题:一个只有一种反馈信号的系统,和一个有多种异质信号的系统,长出来的东西会不会在结构上就不同。 这个问题我答不了,那两篇论文也没打算答——它们从头到尾没提过人工智能,这一节是我的推论。
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六、顺带说一句那篇中文报道
我是从一篇中文文章知道这两项研究的。那篇文章把两个机制都写成了别的东西:把磷酸戊糖途径说成"线粒体释放的代谢物在报告能量储备",把丘脑的物理接触说成"组织生长的挤压和拉伸"。
它还把年份写成了 2025 年,实际是 2026 年。
而且全文没有给任何一个论文标题、作者或编号。
这两件事是连着的。没有可追溯的标识,错误就没法被就地核对——读者想查都不知道从哪查起。
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七、三行,留着复习
```
代谢不只是后勤 原料不够时,干细胞不是干得慢,是换产品
发育不是闭门施工 丘脑的投射提前伸过来,碰着干细胞下指令
小鼠可能没这条线 拿它做皮层发育研究,缺的不是精度是整条通路
```