驚悚向3D打印，展示胎兒大腦發(fā)育過程
想必我們對大腦的樣子并不陌生。一層層的褶皺口感獨特，是僵尸的最愛（誤）。
科學家認為褶皺形式使得大表面積的大腦皮層能容納進我們的頭蓋骨里——這樣就減少了神經(jīng)布線長度還能改善認知功能——但是大腦如何最終形成了這樣的復雜形狀？
哈佛大學的研究員用3D打印造出一個層狀的大腦模型。這個模型模擬了實際中大腦皮層的褶皺方式。借此，研究員們離大腦皮層復雜形狀的形成過程的真相近了一步。
人類大腦褶皺的形成開始于懷孕20周時，之后這個過程會持續(xù)到小孩差不多18個月大的時候。
褶皺隨著大腦的生長而產生，同時，神經(jīng)元細胞數(shù)量、大小、形狀、位置都促成皮層的擴張——皮層也叫灰質——相對于其下方的白質而言。
為了用人造的大腦來模擬折疊的過程，科學家們獲取了人類胎兒的MRI（核磁共振成像）圖像。擁有數(shù)據(jù)后，他們3D打印出一個膠質的光滑沒有褶皺的胎兒大腦模型（代表實際中褶皺產生前的大腦）。
然后在模型表面涂上一層薄薄的彈性膠體（代表人造大腦皮層）。為了復制皮層擴張的自然過程，膠質大腦被浸泡在一種溶劑中，這樣就能使大腦的外層膨脹。
只需要幾分鐘——這里的見到的GIF圖是加速了的——人造大腦的外層就模擬出了實際中的大腦褶皺的形成。
參與實驗的某個研究員說：“我們發(fā)現(xiàn)，一條非常簡單的物理法則就能模擬出皮層褶皺現(xiàn)象，而且從定性的角度來看，模擬出的結果跟我們對實際的胎兒大腦的觀察相似。伴隨著迭代和變異的簡單漸進式變化，使得擴張的薄皮層塞進了一個小體積的容器內，并且它是大腦褶皺（也就是我們所知的腦回）形成的主導因素。”
根據(jù)研究人員的說法，皮層擴張導致的褶皺的形狀和位置對健康來說非常關鍵，因為大腦的形態(tài)跟它的功能相關。
參與實驗的一個研究員鐘俊陽說：“大腦的幾何結構真的非常重要，因為它幫助確定褶皺的形成方向。每個人的大腦并不完全一樣，但我們都得擁有相同的主要褶皺來做一個健康的人。”
這些在Nature Physics（自然物理學）上被報道的發(fā)現(xiàn)能幫助科學家更好地理解大腦的表面形狀跟大腦的內部工作方式的關系。
鐘俊陽說：“我們的研究表明如果大腦的一部分生長不合理，或者整體的幾何結構被打亂了，那么主要的褶皺可能就不會待在正確的位置，這樣就會導致潛在的機能障礙。”
(責任編輯：admin)
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