Гирус во човечкиот мозок формирана како резултат на натуткани

Карактеристика на човечкиот мозок огради и convolutions речиси не се присутни во други цицачи. Исклучоците се китови, свињи и некои примати. Ваквата структура слична на збрчкана орев, во човечкиот ембрион почнува да се формира во дваесеттиот недела од бременоста, а завршува процесот кога детето е речиси половина година.

Физика печатени модел на човечки ембрионски мозокот во 3Д, а потоа се применува слој на други својства
(Фото Mahadevan Lab / Харвард SEAS).

Зошто човечкиот мозок треба таков набран? Научниците ја припишуваат оваа на фактот дека телото се прилагодува така поставена во ограничен простор на черепот. Исто како што еден квадратен лист хартија се протега мал кружен отвор, ако тоа мачкам во топката. Така, невроните во човечкиот мозок "ПАКУВАЊЕ" поблиску еден до друг и да се добие побрзо поврзување - моќен процесор во мал череп.

Но, и покрај фактот што научниците беа во можност да се објасни зошто потребата мозокот збира, и понатаму останува мистерија, што е во природата на нивното формирање, како тие се формираат.

Во рок од неколку минути по потопување во раствор, се манифестира меандрирањето структура "кора", Како и во овој фетусот мозокот
(Фото Mahadevan Lab / Харвард SEAS).

"Постојат неколку хипотези, но проблемот е во тоа што тие се тешко да се потврди експериментално"- вели Tuomas Талин (Tuomas Tallinen), физичар Фински Jyväskylä универзитет.

Некои сугерираат дека набори се развива како резултат на генетски процеси, другите - како резултат на биолошки и други се потпираат на хемиските процеси. Но, што ако тие се предизвикани од страна на физички процеси?

Оваа претпоставка беше одлучено да се тестираат еден тим на истражувачи од Универзитетот Харвард во соработка со научниците од Финска и Франција.

Физичарите печатени мозокот на човечки ембрион во 3D. Како основа се качиле на скенирање на мозокот на фетусот во 22-та недела на развој. Научниците обложени примерок милиметар слој од еластомер гел-како својства на кората на мозокот или на сивата маса на мозокот. Следно, моделот беше ангажиран во органски растворувач во кој телото поради брзо порасна гел слој.

По 20-30 минути по потопување во течност, вештачки мозок манифестира меандрирањето структура, како што во моментов срцевина на човечкиот ембрион во 34-та недела од развојот. Така, научниците симулирани брзиот развој на мозокот.

Степенот на сличност изненади научниците. "Кога го ставам модел на мозокот во растворувач, знаев дека ќе добијат брчки. Но, никогаш не се очекува тој да биде во однос на човечкиот мозок. Тој (примерок) изгледа како вистинска мозокот"- вели еден од авторите на студијата е јуни Јанг Чун (јуни Јанг Чун).

"Сфативме дека ние може да се симулира кора набори, со користење на физичкиот принцип, и ќе добиете резултат сличен на мозокот на ембрионот", - раководителот на истражувањата Lakshminarayanan Mahadevan (Lakshminarayanan Mahadevan) од Универзитетот Харвард.

Според него, бројот, формата, големината и позицијата на неврони во текот на раст на мозокот доведува до зголемување на делот на сивата материја во однос на белата маса. "Таква едноставна еволутивна иновации овозможува да се стави во мала количина на големи церебралниот кортекс", - вели научникот, додавајќи дека тоа е главната причина за ликвидација структура на мозокот.

Неколку други цицачи, исто така, имаат слични серпентина обликот на мозокот, како шимпанзата, делфини, слонови и свињи, но човечкиот мозок има "збрчкан" облик.

"Мозокот на едно лице може да биде различен од другите мозокот. Но, сите ние треба да се има таква голема збира да бидат здрави. Нашето истражување покажува дека оштетување на мозокот или повреда на нејзиниот раст "геометријата" Тоа води до фактот дека, најверојатно, наборите не се формирани на локација. И тоа може да доведе до мозокот дисфункција"- вели Чун.

Коментирајќи во врска со студијата, Елен Kuhl (Елен Kuhl) од Одделот на биоинженеринг на Универзитетот Стенфорд, забележува дека наодите на физиката може да биде чекор напред во дијагноза, третман и превенција на голем број на невролошки нарушувања. Знаејќи го она што процеси влијаат на развојот на огради и convolutions на мозокот, ние може да се развие подобро лекување, рече таа.

Резултатите од работата на физичарите се објавени во списанието Nature.