Vědci pěstují 3D repliku mozku v laboratoři a úspěšně se reprodukovat jeho vrásčitý, složený tvar. Nová studie publikovaná v Nature Physics možná konečně odpověděla na dlouhodobou otázku, jak se tvoří záhyby v našem mozku, přičemž proces zdánlivě určuje více zákony fyziky než hnací síly biologie.

důvod, proč mají naše mozky zmačkanou strukturu, je z evolučního hlediska jasný: Skládané mozky zkracují vzdálenost, kterou musí různé sekce komunikovat. Kromě toho skládání umožňuje více kůry, vnější vrstvy mozku, aby se vešly do lidské lebky. Jak rosteme do dospělých, objem mozku se zvyšuje 20krát, ale povrchová plocha – díky těmto záhybům – se zvyšuje 30krát.

bez těchto záhybů by naše kognitivní schopnosti byly dramaticky omezené. I když proto víme, že organický origami našeho mozku má zřetelný „účel“, “ jak tyto záhyby vznikají na prvním místě, bylo mnohem méně jasné. Ale tým vědců z Harvardské univerzity měl podezření, že za vývojem záhybů, drážek (sulci) a hřebenů (gyri) může být ve skutečnosti poměrně jednoduchý nebiologický mechanismus-proces známý jako gyrifikace.

za účelem testování této teorie byla vytvořena 3D tištěná, gelová replika mozku založená na magnetickém rezonančním zobrazování (MRI) skenů skutečného mozku plodu. Stále hladký a rozložil, tento model byl potažený jeden milimetr tlustý (0.04 palce), druhá vrstva elastomeru gel, materiál analogové pro kůry, a umístěny do určitého rozpouštědla.

vývoj „kůry“ repliky mozku plodu. Výsledky studie jsou bez přemýšlení, opravdu. Mahadevan Lab/Harvard MOŘÍ

Během několika málo minut se ponoří, elastomer gel rychle vstřebává rozpouštědla, což je růst z podkladového gelu. Aby zůstal připevněn k podkladovému gelu, rozpínající se gel se začal mechanicky stahovat a spony, skládat se na sebe. Konečný výsledek vypadal pozoruhodně podobně jako sulci vzor pozorovaný na skutečném mozku plodu.

Předchozí teorie na řízení procesů za gyrification byly více biologie-soustředěný, s jednou prominentní myšlenka je, že záhyby jsou vyvolané biochemické signály do mozku, což následně způsobuje rozpínání a smršťování kůry. To by umožnilo lépe propojit určité oblasti mozku s vysokou prioritou než jiné.

tato studie však naznačuje, že fyzikální, spíše než biologické procesy do značné míry určují vzorec skládání našeho mozku. Pochopení raných fázích vývoje mozku, je rozhodující, pokud výzkumníci odhalit genezi řada neurovývojových poruch mozku, včetně anencefalie, kde plodu brzy mozku základy begin nesprávně formě.

„Mozky nejsou přesně stejné z jednoho člověka na druhého, ale všichni bychom měli mít stejné hlavní záhyby, aby byly zdravé,“ řekl Jun Young Chung, postdoktorand na Harvard University a spoluautor studie, Harvard Gazette. „Náš výzkum ukazuje, že pokud část mozku neroste správně nebo pokud je narušena globální geometrie, nemusíme mít hlavní záhyby na správném místě, což může způsobit dysfunkci v mozku.“