當(dāng)3D技術(shù)以3D電影為先鋒進(jìn)入我們的眼簾時(shí)，我們身邊已經(jīng)出現(xiàn)了3D電視、3D游戲等以3D冠名的新鮮事物。如今“3D醫(yī)療打印”技術(shù)也已取得驚人進(jìn)展，為科學(xué)研究做出了巨大貢獻(xiàn)。

　　人腦有明顯的丘峰和溝谷，從進(jìn)化角度很容易解釋?zhuān)藗儏s很難理解大腦褶皺的形成細(xì)節(jié)。據(jù)美國(guó)哈佛大學(xué)網(wǎng)站消息，該校研究人員與芬蘭和法國(guó)科學(xué)家合作，證明了雖然細(xì)胞許多分子過(guò)程很重要，但最終導(dǎo)致腦褶皺形成的是腦皮層變形的力學(xué)不穩(wěn)定性機(jī)制。

　　1.png

　　從進(jìn)化角度說(shuō)，人腦褶皺之所以這樣，是要在小空間里裝下更大的腦皮層，減少神經(jīng)元分支長(zhǎng)度，提高認(rèn)知功能。人類(lèi)在懷孕20周左右，胎兒腦就開(kāi)始出現(xiàn)褶皺，直到出生一年半左右，腦褶皺才算完成。哈佛大學(xué)鮑爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)教授L·瑪哈德文以往研究發(fā)現(xiàn)，在腦發(fā)育期間，腦皮層相對(duì)于下面白質(zhì)的擴(kuò)張會(huì)帶來(lái)壓力，產(chǎn)生力學(xué)不穩(wěn)定性，這種不穩(wěn)定使其形成了局部褶皺。

　　研究人員發(fā)表《自然·物理學(xué)》雜志上的論文稱，他們用人類(lèi)胎兒的腦數(shù)據(jù)檢驗(yàn)了上述理論。按照3D磁共振圖像，他們通過(guò)3D打印制作了一個(gè)光滑的胎兒腦的三維膠體模型，在其表面涂了一層薄薄的彈力膠，模仿腦皮層，然后把膠體腦浸入一種能被外層膠吸收的溶液，使外層相對(duì)于內(nèi)部發(fā)生腫脹，模擬腦皮層擴(kuò)張，在幾分鐘內(nèi)，壓力就使膠體腦形成了褶皺，且褶皺大小和形狀都很像一個(gè)真實(shí)的腦。

　　擴(kuò)張的相似性讓研究人員也感到吃驚。“當(dāng)我把模型放到溶液里時(shí)，我知道會(huì)產(chǎn)生褶皺，但沒(méi)想到會(huì)如此近似。看起來(lái)就像一個(gè)真實(shí)的腦。”論文共同作者、博士后研究員鄭君永說(shuō)，“人腦的形狀為褶皺方向提供了參照。我們的模型在形狀和曲率上與人腦相同，因此形成的褶皺與真實(shí)的胎兒腦看起來(lái)非常符合。”

　　功能通常與結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此理解了大腦褶皺怎樣形成，有助于揭示腦的內(nèi)部工作原理，闡明與腦有關(guān)的疾病。鄭君永還指出，人和人的腦并不完全一樣，但作為健康人，主要褶皺應(yīng)該都一樣。如果一部分腦發(fā)育得不對(duì)，或整個(gè)腦形狀被擾亂，可能無(wú)法在正確位置形成主要褶皺，導(dǎo)致腦功能障礙。