3D打印展示胎儿大脑发育过程

医疗健康 2016-02-05 09:45 来源：煎蛋网作者：Cedric

2016

02/05

09:45

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作者：Cedric

医疗健康

胎儿的大脑在晚期妊娠是开始围绕中央形成沟回，但是实际形成的过程人们却知之甚少。这个用一团凝胶制成的模型放入液池中，就会准确地呈现这个过程。

只有很少一些的动物的大脑有着这样的槽沟和波峰，包括人类，一些灵长类动物，海豚，大象和猪。在人身上，这些过程这个过程在妊娠的第20周形成沟回的原因是我们球形的大脑需要长出这样才能跟头盖骨相配，同时可以减少神经布线长度，增强认知功能。神经科学家已经有一些关于大脑沟回如何形成的基本观点，但是没有一种经得起实证观察的考验。哈佛大学工程和应用科技学院的研究者们最近发表在《自然》上的研究则解除了这种限制。

为了更好理解科学家们所说的“皮质回旋”， Julien Lefèvre和Lakshminarayanan Mahadevan领导的团队通过扫描大脑制造了一个3D打印的凝胶模型来演示胎儿大脑的发育。为了模拟皮质，模型上覆盖了一层很薄的弹性凝胶。把它浸入溶剂之中，研究者们可以复制皮质增长的过程和“约束扩张”。仅仅在几分钟内，实验就收获了一个跟人脑极为相似的大脑。

研究合着者Jun Young Chung在新闻发布会中说：“当我们把模型放入溶剂，我知道会产生褶皱，但是我们没料到会产生跟人脑如此接近的纹路。看起来就跟真的大脑一样。”

研究者们同样制作了一个大脑形成沟回的计算机模拟，看起来也是一样的。

同样的过程在胎儿的大脑中也会发生，随着皮质生长，它承受的压力也更大。不断的压缩会导致机械不稳定，于是就产生了褶皱。Mahadevan说：“这种简单的演化革新，不停迭代变更，最终让纤薄而有张力的皮质被压缩成较小的体积，这也就是大脑沟回形成的原因。” 除了给胎儿大脑发育问题打开新思路，这个研究还可以解释一些脑失调的原因。

Chung说：“人跟人的大脑是不同的，但是健康人的沟回大致是差不多的。我们的研究显示如果大脑的某一部分不能适当生长，或者几何结构不对，在那个地方就没有沟回，这就会导致潜在的功能紊乱。”

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