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科学家解开人脑褶皱形成之谜

法新社 2016-02-04 14:19:04

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  【法新社巴黎2月1日电】深深的褶皱让成年人的大脑看起来像核桃仁。而这种褶皱是一个强有力的大型处理器被塞入小小的颅骨的自然解决之道。

  这就像把一张平整的正方形纸张揉皱了放到一个圆形小洞里。褶皱使更多神经元得以更紧密地装到一起,它们之间的连接因此变得更短、反应更快。

  大脑皮层如何起皱一直是一个谜。那么这种褶皱是通过基因、生物或化学原因发展起来的,还是由物理力量造成的呢?

  今天,来自美国和欧洲的一个研究团队说,大脑的褶皱可以用物理学来解释。这个发现或许对理解某些大脑疾病有着重要意义。

  研究人员说,脑皮层的褶皱是通过一些薄弱区域发生弯曲而形成的,随着胎儿大脑的生长,脑皮层会出现一些薄弱区域。

  在前20周时,人类胎儿的大脑是光滑的。第20周的时候,大脑开始起皱,并继续变皱,直到婴儿长到约18个月大。

  研究报告作者之一、来自哈佛大学的拉克什米纳拉亚南·马哈德万说:“大脑生长期间神经细胞的数量、大小、形状和位置都会导致灰质(即大脑皮层)相对于其下的白质发生扩张。这让皮层受到压迫,导致机械性不稳定,从而促使皮层起皱。”

  他说:“这个简单的进化创新……使薄而广大的脑皮层能挤入一个较小的空间里。这也是大脑起皱的主要原因。”

  哈佛大学的科学家在40年前首次提出了脑褶的物理学解释。现在这个解释得到了马哈德万团队的证实。有一种流行观点认为,大脑起皱是纯粹的生物过程带来的。哈佛大学的解释曾被视为对这一流行观点的挑战。

  斯坦福大学生物工程系的埃伦·库尔就该研究发表评论说,这些发现对于诊断、治疗和预防一系列神经系统疾病可能意味着重要的突破。

  她说,严重的过分褶皱或褶皱不足可能导致癫痫、运动功能障碍、心理缺陷和发育迟缓。

 
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