人間の脳のひだを再現する研究により、神秘的な内部構造が解明される可能性がある

ハーバード大学のジョン・A・ポールソン工学応用科学大学院が完了した新しい研究は、科学者が脳の内部の仕組みをより深く理解するのに役立つ可能性のある脳ひだ複製モデルを明らかにした。研究チームは、人間の脳のひだの3D複製を通じて、細胞事象を最終的に決定する複数の分子プロセスが存在するものの、脳のひだの実際の原因は本質的には座屈に関連する機械的不安定性であることを示した。

ゲル脳の作り方

研究者は、MRI画像を利用して滑らかな胎児の脳を三次元的に複製したゲルモデルを作成した。モデルの表面はエラストマーゲルの層でコーティングされており、皮質の類似体として機能します。皮質の拡張を模倣するために、モデルの脳を溶媒に浸し、溶媒が最外層に吸収され、ゲル脳のより深い領域に比べて膨張しました。液体溶媒に浸してから数分以内に、圧縮によりモデル内に実際の脳のひだに似た形状とサイズのひだが形成されました。

研究者たちも、ゲルの脳と実際の人間の脳の類似性に感銘を受けました。博士研究員で論文の共同筆頭著者である Jun Chung 氏は、「モデルを溶媒に入れたとき、折り畳まれるはずだとわかっていましたが、人間の脳と比べてそのようなパターンに近いものがあるとは予想していませんでした。」と述べました。彼はさらに、「本物の人間の脳のように見える」と言いました。

これらの類似点の関連性と鍵は、人間の脳の独特の形状にあります。 Chung 氏は、「脳の幾何学的形状は、ひだを特定の方向に向けるために非常に重要です。」と述べています。チョン氏の主張は、大きな幾何学的スケールでは本物の人間の脳と同じである彼らのモデルは同じ曲率を持っており、それが本物の胎児の脳のひだの形成に非常によく似たひだの形成につながったというものである。

脳のひだには何が入っているのか？

進化の観点から人間の脳のひだを合理化する方法はたくさんあります。たとえば、折りたたまれた脳は、神経配線の長さを短縮して認知機能を向上させるという利点を伴って、小さな体積に適合するように大きな皮質が進化した結果であるとかつて信じられていました。

これまで解明されていなかったのは、脳がどのように長年の研究を通じて、多くの仮説が提案されてきました。ただし、これらの開発はいずれも、テスト可能な予測に直接つながるために使用されていません。今回、ハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学大学院および応用科学大学院の研究者らは、フランスとフィンランドの科学者と協力して、脳のひだの究極の原因は単純な機械的不安定性の結果であることを示すことができた。座屈の結果。

なぜそれが重要なのか

すべての人間の脳がまったく同じというわけではありませんが、すべての脳には同じ大きなひだがあるはずで、これは健康状態が良好であることを示しています。この研究は、脳の全体的な形状が中断されている場合、または一部が適切に成熟/成長していない場合、主要なひだは存在すべき場所に存在しない可能性があることを示しています。脳の機能障害を引き起こす可能性があります。この研究は、科学者が脳のひだをより深く理解するのに役立ち、人間の脳の最も内側の働きを解き明かすのに役立ち、最終的には一部の脳疾患を説明できる可能性があります。

情報源

ハーバード大学ジョン・A・ポールソン工学応用科学大学院。 （2016年2月1日）。新しい研究は、折りたたまれた人間の脳を 3D で再現しました。この研究は、人間の脳がどのように折りたたまれるのかについての単純な機械的フレームワークを実証しました。サイエンスデイリー。 www.sciencedaily.com/ releases/2016/02/160201122842.htm から取得

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