The vertebrate head and brain are characterized by highly complex morphological patterns. The forebrain, the most anterior division of the brain, is subdivided into the diencephalon, hypothalamus, and telencephalon from the neuromeric subdivision into prosomeres. Importantly, the telencephalon contains the cerebral cortex, which plays a key role in higher order cognitive functions in humans. To elucidate the evolution of the forebrain regionalization, comparative analyses of the brain development between extant jawed and jawless vertebrates are crucial. Cyclostomes – lampreys and hagfishes – are the only extant jawless vertebrates, and diverged from jawed vertebrates (gnathostomes) over 500 million years ago. Previous developmental studies on the cyclostome brain were conducted mainly in lampreys because hagfish embryos were rarely available. Although still scarce, the recent availability of hagfish embryos has propelled comparative studies of brain development and gene expression. By integrating findings with those of cyclostomes and fossil jawless vertebrates, we can depict the morphology, developmental mechanism, and even the evolutionary path of the brain of the last common ancestor of vertebrates. In this review, we summarize the development of the forebrain in cyclostomes and suggest what evolutionary changes each cyclostome lineage underwent during brain evolution. In addition, together with recent advances in the head morphology in fossil vertebrates revealed by CT scanning technology, we discuss how the evolution of craniofacial morphology and the changes of the developmental mechanism of the forebrain towards crown gnathostomes are causally related.
Brain Behav Evol

中文翻译：

---

Cyclostomes 的前脑结构和发育，参考脊椎动物头部的早期形态和进化

脊椎动物的头部和大脑的特点是高度复杂的形态模式。前脑是大脑的最前部，从神经节细分为前体，分为间脑、下丘脑和端脑。重要的是，端脑包含大脑皮层，它在人类的高级认知功能中起关键作用。为了阐明前脑区域化的演变，对现存有颌脊椎动物和无颌脊椎动物的大脑发育进行比较分析是至关重要的。Cyclostomes——七鳃鳗和盲鳗——是唯一现存的无颌脊椎动物，并在 5 亿多年前从有颌脊椎动物（gnathostomes）分化而来。由于盲鳗胚胎很少可用，以前对圆孔脑的发育研究主要在七鳃鳗中进行。尽管仍然稀缺，但最近出现的盲鳗胚胎推动了大脑发育和基因表达的比较研究。通过将研究结果与环口动物和无颌脊椎动物化石相结合，我们可以描绘出脊椎动物最后一个共同祖先大脑的形态、发育机制，甚至进化路径。在这篇综述中，我们总结了环口前脑的发育，并提出了每个环口谱系在大脑进化过程中经历的进化变化。此外，结合CT扫描技术揭示的脊椎动物化石头部形态的最新进展，我们讨论了颅面形态的演变与前脑向冠颚类动物发育机制的变化之间的因果关系。最近出现的盲鳗胚胎推动了大脑发育和基因表达的比较研究。通过将研究结果与环口动物和无颌脊椎动物化石相结合，我们可以描绘出脊椎动物最后一个共同祖先大脑的形态、发育机制，甚至进化路径。在这篇综述中，我们总结了环口前脑的发育，并提出了每个环口谱系在大脑进化过程中经历的进化变化。此外，结合CT扫描技术揭示的脊椎动物化石头部形态的最新进展，我们讨论了颅面形态的演变与前脑向冠颚类动物发育机制的变化之间的因果关系。最近出现的盲鳗胚胎推动了大脑发育和基因表达的比较研究。通过将研究结果与环口动物和无颌脊椎动物化石相结合，我们可以描绘出脊椎动物最后一个共同祖先大脑的形态、发育机制，甚至进化路径。在这篇综述中，我们总结了环口前脑的发育，并提出了每个环口谱系在大脑进化过程中经历的进化变化。此外，结合CT扫描技术揭示的脊椎动物化石头部形态的最新进展，我们讨论了颅面形态的演变与前脑向冠颚类动物发育机制的变化之间的因果关系。我们可以描绘出脊椎动物最后一个共同祖先大脑的形态、发育机制，甚至进化路径。在这篇综述中，我们总结了环口前脑的发育，并提出了每个环口谱系在大脑进化过程中经历的进化变化。此外，结合CT扫描技术揭示的脊椎动物化石头部形态的最新进展，我们讨论了颅面形态的演变与前脑向冠颚类动物发育机制的变化之间的因果关系。我们可以描绘出脊椎动物最后一个共同祖先大脑的形态、发育机制，甚至进化路径。在这篇综述中，我们总结了环口前脑的发育，并提出了每个环口谱系在大脑进化过程中经历的进化变化。此外，结合CT扫描技术揭示的脊椎动物化石头部形态的最新进展，我们讨论了颅面形态的演变与前脑向冠颚类动物发育机制的变化之间的因果关系。我们总结了环状口前脑的发育，并提出了每个环状口谱系在大脑进化过程中经历的进化变化。此外，结合CT扫描技术揭示的脊椎动物化石头部形态的最新进展，我们讨论了颅面形态的演变与前脑向冠颚类动物发育机制的变化之间的因果关系。我们总结了环状口前脑的发育，并提出了每个环状口谱系在大脑进化过程中经历的进化变化。此外，结合CT扫描技术揭示的脊椎动物化石头部形态的最新进展，我们讨论了颅面形态的演变与前脑向冠颚类动物发育机制的变化之间的因果关系。
大脑行为进化