Kodėl smegenys sulenktos? Jūsų kaukolėje nėra pakankamai vietos

Norint, kad mūsų kūnai pradėtų veikti antradienį, smegenims reikia vietos savo signalų siuntimo neuronams kurti savo tinklus. Deja, mūsų kaukolės nesuteikia daug galimybių dirbti, todėl evoliucija turėjo kuo labiau padidinti erdvę kitaip: sulenkiant. Naujas vaizdo įrašas, išleistas pirmadienį su tyrimu Gamtos fizika, bando modeliuoti, kaip smegenys formuoja šiuos konvulsijas augančiame vaisiuje.

Organui, kuris priklauso nuo maksimalaus ryšio tarp jo ląstelių, optimalus paviršiaus plotas - per lankstymą - yra raktas. Štai kodėl smegenys primena rameno makaronų plytą, o ne plytų.

Viduje konors Gamtos fizika tyrimas, autoriai naudojo MRI smegenis nuskaito 3D-spausdinti sluoksniuotą gelio modelį besivystančioje lygioje smegenyse vaisiui, kuris yra tada, kai įvyksta dauguma smegenų sulankstymo.

Nukritus modelį į tirpiklį, jie stebėjo išorinį apvalkalą ir šerdį plečiasi vienas kito atžvilgiu, imituodami žievės - smegenų išorinio sluoksnio - augimą vaisiaus smegenyse.

Spartus žievės išplitimas veda prie suspaudimo, o tai savo ruožtu lemia sielų - gilesnių, pagrindinių žievės žievių - formavimąsi ir žirnių mažesnes, sudėtingesnes konvulcijas. Panašiame 2014 m Nacionalinės mokslų akademijos darbai tyrėjai nustatė, kad smegenų raukšlių raida gali būti matematiškai modeliuojama pagal du paprastus geometrinius parametrus: pilkosios medžiagos augimo greitį ir storį.

Šis paaiškinimas kelia kitas, sudėtingesnes teorijas. Galima teigti, kad konkretūs žievės regionai auga daugiau nei kiti; kitas prognozuoja, kad žievės neuronų grupės susitraukia iš baltojoje medžiagoje giliau smegenyse esančių „axonų“ inkarų.

Tačiau, kiek tai susiję su naujausiais įrodymais, atrodo, kad evoliucija palankesnė paprastesniam paaiškinimui: smegenys tiesiog krūva, nes ji pernelyg greitai auga mažoje erdvėje.