
一项新的研究表明,我们的大脑的核桃形状可能是皱纹,可能是大脑外脑的快速生长(灰质)受到白质的约束。
研究人员发现,脊和缝隙的特定模式大脑复杂的表面称为Gyri和Sulci,取决于两个简单的几何参数:灰质的生长速率及其厚度。根据杂志上发表的研究(8月18日)的研究,可以使用双层凝胶在实验室中模仿大脑皱纹的发育。国家科学院论文集。
研究人员指出,与这些物理约束一起,基因在确定大脑的形状方面也发挥了作用,因为它们调节神经元如何扩散并迁移到其目的地。 [您对大脑不了解的10件事这是给出的
所有哺乳动物物种在大脑的外层(皮层)中都具有相似的分层,但只有较大的哺乳动物具有折叠的皮质。例如,大鼠大脑的表面光滑,而像人类这样的大脑则具有数十个回旋和硫。折叠的大脑表面具有更大的表面积 - 这意味着更大处理信息的功率,但目前尚不清楚哪些因素决定了人脑中回旋和硫的标志性形状。
知道大脑如何发展成折叠的形状可以帮助科学家更好地解释先天性疾病的人(例如多毛虫(以折叠数量过多),pachygyria(一种异常较厚的折叠状况)和lissencephalia(lissencephalia)和lissencephalia(光滑的大脑条件,没有折叠的情况))。
从历史上看,关于Gyri和Sulci如何发展,已经有三个广泛的想法。一个想法是,皮质的某些区域简单地生长更多,并超过其他区域,从而创造了回旋。另一个想法是高度互连的神经元在皮层中,由构成白色物质的螺纹轴突机械地靠近。但是,证据表明,这两个想法都不正确。
研究人员说,第三个想法是,灰质的生长超过了白质,导致“屈曲”使皮质形状具有形状。
研究人员说,但是早些时候为这种屈曲建模的尝试并没有成功。在先前的研究中,研究人员认为灰质是一个薄而坚硬的层,生长在厚实的白质的基础上,但是这种假设产生的皱纹不像真正的人类大脑中的皱纹。
在新研究中,研究人员认为gray具有相似的刚度,但增长率不同。他们使用数学模拟表明,根据大脑的大小,它们的模型会导致脑表面的不同形状。例如,对于直径不到半英寸的小大脑,预计大脑表面是光滑的。预计中等大小的大脑被预测在灰质中发现了一些硫磺,并且较大的大脑变得高度折叠,硫磺穿透了白质。
科学家还使用双层溶胀凝胶材料复制了大脑的折叠现象,并表明,只有当两层具有相似的柔软度时,所产生的褶皱才看起来与人脑的Gyri和Sulci相似。
研究人员指出,尽管他们的模型适用于基本的回合和硫磺,但它无法解释大脑的更复杂的特征,例如,将其分开的深凹槽两个半球以及定义大脑主要裂片的其他大型沟。
电子邮件Bahar Gholipour。遵循现场科学@livescience,,,,Facebook和Google+。最初出版现场科学。