Perché un cervello ha le pieghe? Non c'è abbastanza spazio nel tuo cranio

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Anonim

Per mantenere i nostri corpi a gomito il martedì, il cervello ha bisogno di spazio per i suoi neuroni che inviano segnali per costruire le loro reti. Sfortunatamente, i nostri crani non danno molto spazio per lavorare, quindi l'evoluzione ha dovuto massimizzare lo spazio in un altro modo: piegando. Un nuovo video, pubblicato lunedì con uno studio in Fisica della natura, tenta di modellare come il cervello forma queste convoluzioni nel feto in crescita.

Per un organo che dipende dalla massimizzazione delle connessioni tra le sue cellule, l'ottimizzazione dell'area di superficie - attraverso la piegatura - è la chiave. Questo è il motivo per cui il cervello assomiglia a un mattone di spaghetti ramen e non a un mattone.

Nel Fisica della natura studio, gli autori hanno usato le scansioni cerebrali MRI per stampare in 3D un modello di gel stratificato del cervello liscio in via di sviluppo nel feto, che è il momento in cui avviene la maggior parte della piegatura del cervello.

Lasciando cadere il modello in un solvente, osservarono il guscio esterno e il nucleo che si espandevano l'uno rispetto all'altro, imitando la crescita della corteccia - lo strato esterno del cervello - nel cervello fetale.

La rapida espansione della corteccia porta alla compressione, che a sua volta porta alla formazione del sulci - i solchi più profondi e maggiori nella corteccia - e il giroscopio - circonvoluzioni più piccole e più complesse. In un analogo studio del 2014 nel Atti della National Academy of Sciences, i ricercatori hanno determinato che lo sviluppo delle rughe del cervello può essere modellato matematicamente su due semplici parametri geometrici: il tasso di crescita della materia grigia e lo spessore.

Questa spiegazione mette a riposo altre teorie più complesse. Si suggerisce che le regioni specifiche della corteccia crescono più di altre; un altro prevede che gruppi di neuroni nella corteccia vengano trascinati insieme da assoni "ancore" nella sostanza bianca più profonda nel cervello.

Ma per quanto riguarda le prove più recenti, sembra che l'evoluzione abbia favorito una spiegazione più semplice: il cervello si accartoccia semplicemente perché cresce troppo rapidamente in un piccolo spazio.

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