Поиск - новости науки и техники

Сплющили мозги

Физики воспроизвели процесс образования извилин головного мозга, подтвердив идею о том, что в основе формирования структуры из серого вещества лежит механическое сжатие. Об этом сообщает Physicsworld.com.
Международная группа ученых экспериментально подтвердила теоретическую модель образования мозговых извилин как неизбежного следствия роста коры головного мозга в замкнутом пространстве черепной коробки. Складчатая поверхность головного мозга есть у немногих видов, среди которых приматы, дельфины, слоны и свиньи. В эволюционном смысле причина образования мозговых складок, или извилин, довольно проста – они максимально увеличивают число нейронов, которые могут поместиться в черепную коробку, и при этом сокращается расстояние между нервными клетками, что улучшает когнитивную функцию мозга. У людей внешний слой мозговой ткани – серое вещество, или кора головного мозга, с извилинами – появляется в возрасте зародыша около 23 недель. Извилины образуются за счет формирования складок коры в процессе под названием гирификация, который продолжается до самого взросления, пока подростковый мозг не перестанет расти. К этому времени головной мозг в объеме увеличивается в 20 раз, а площадь поверхности обоих полушарий – в 30. Тогда как цель гирификации очевидна, механизм, обеспечивающий ее, оставался неясным. Туомас Таллинен (Tuomas Tallinen) из Университета Ювяскюля (University of Jyvaskyla) в Финляндии и его коллеги из Франции и США, авторы недавней публикации в Nature Physics, считают наиболее вероятным самое простое объяснение: кора головного мозга распространяется по черепной коробке быстрее остального мозга, почти не изменяя своей толщины, то есть остается количественно неизменной по мере увеличения площади поверхности. Это создает напряжение сжатия, которое, в свою очередь, приводит к механическому складкообразованию в коре.
Для проверки этой теории авторы, основываясь на данных магнитно-резонансного сканирования, напечатали трехмерный слепок 22-недельного человеческого мозга, на поверхности которого еще нет ни складок, ни извилин. По этому слепку была сделана гелевая модель основной части мозга, которую затем покрыли тонким слоем другого – абсорбентного (водопоглощающего) геля, играющего роль коры головного мозга. При погружении в растворитель внешний слой гелевого мозга, в отличие от основной, “ядерной”, части, набухал и по мере возрастания сил сжатия внутри напечатанного каркаса начинал сморщиваться. По словам Таллинена, которые приводит портал Physicsworld.com, “наблюдалось образование складок, сходное с происходящим у зародышевого эмбриона на ранних стадиях гирификации”. К концу экспериментов была получена гелевая модель мозга 34-недельного плода.

Нет комментариев