复制人脑褶皱的研究或将揭开神秘的内部运作机制

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院完成的一项新研究，建立了一个脑褶皱复制模型，有望帮助科学家更好地了解大脑的内部运作机制。通过对人脑褶皱进行三维复制，研究团队发现，尽管最终决定细胞事件的分子过程有很多，但脑褶皱的真正成因本质上是一种与屈曲相关的机械不稳定性。.

凝胶脑的制作

研究人员利用磁共振成像技术制作了一个凝胶模型，该模型是对光滑胎儿大脑的三维复制。模型表面涂覆了一层弹性体凝胶，模拟大脑皮层。为了模拟皮层的膨胀，研究人员将模型大脑浸入一种溶剂中，溶剂会渗入最外层，导致模型大脑相对于深层区域发生膨胀。浸入溶剂几分钟后，模型在压缩作用下形成褶皱，其形状和大小与真实大脑的褶皱相似。.

就连研究人员也对凝胶大脑与真实人脑的相似度感到惊讶。论文共同第一作者、博士后研究员Jun Chung表示：“当我把模型放入溶剂中时，我知道它应该会发生折叠，但我从未想到它会呈现出与人脑如此接近的折叠模式。” 他接着说：“它看起来就像一个真正的人脑。”

这些相似之处的关键在于人脑独特的形状。钟教授指出：“大脑的几何结构至关重要，因为它决定了脑褶皱的方向。” 他认为，他们的模型在宏观几何尺度上与真实的人脑相同，曲率也相同，因此形成的脑褶皱与真实胎儿大脑的脑褶皱高度吻合。.

脑褶皱里有什么？

从进化论的角度来看，有很多方法可以解释人脑的褶皱。例如，人们一度认为，大脑褶皱是大脑皮层为了适应较小的体积而进化的结果，这样做的好处是缩短了神经元连接的长度，从而提高了认知功能。.

一直是个谜 成因 。多年来，人们提出了许多假设，但这些研究成果都未能直接用于得出可验证的预测。如今，哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院的研究人员与法国和芬兰的科学家合作，揭示了大脑褶皱的根本原因在于一种简单的机械不稳定性，而这种不稳定性很可能是屈曲造成的。

为什么这很重要

虽然每个人的大脑结构不尽相同，但所有大脑都应该具备相同的主要褶皱，这表明大脑健康状况良好。这项研究表明，如果大脑的整体结构遭到破坏，或者部分区域发育不成熟/生长异常，那么主要褶皱可能就无法出现在应有的位置，从而导致大脑功能障碍。这项研究有助于科学家更深入地了解大脑褶皱，从而可能有助于揭开人脑内部运作的奥秘，并最终解释某些脑部疾病的成因。.

来源

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院。(2016年2月1日)。新研究以三维形式复制人脑折叠：研究证实了人脑折叠的简单力学框架。ScienceDaily 2016年2月2日检索自 www.sciencedaily.com/releases/2016/02/160201122842.htm

‍