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什麼人類大腦有那麼多褶皺?會以特定模式折疊

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發表於 2018-7-19 13:32:56 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
來源: 新浪科技

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褶皺的形成不僅取決於大腦皮層總體的生長,也取決於褶皺部位的物理屬性。


新浪科技訊 北京時間7月17日消息,據國外媒體報道,我們的大腦看起來就像一個放大版的、充滿褶皺的核桃。它為什麼會演變成如此奇特的形態?  英國劍橋大學精神病學系研究員莉莎·羅南(Lisa Ronan)稱,當胎兒還在子宮內時,隨着大腦的發育,大腦的外表面——或稱大腦皮層——會逐漸擴張並折疊。在本質上,這種擴張會導致大腦外表面的壓力增加,然後通過褶皺的方式減小壓力。
  我們可以將大腦皮層想象成一塊橡膠,在其一端施加壓力,當達到某一程度時,橡膠表面就會彎曲,以應對不斷增加的壓力。或者,如果你對地質學感興趣,可以想象成兩個構造板塊相互碰撞時的情景:碰撞時產生的壓力非常巨大,最終使板塊發生地質褶皺。
  這些數不清的褶皺幫助大腦容納了更多神經元,反過來提升了認知能力,從而讓大腦具有更加高級的功能。不過,存在褶皺的大腦並非普遍存在,大部分動物的大腦並沒有褶皺。例如,小鼠和大鼠的大腦皮層在發育階段並未充分擴張,沒有達到足以折疊的程度,因此它們的大腦表面相當光滑。
  大腦皮層褶皺往往出現在腦容量較大的動物身上。“但情況也並非總是如此,一些大型哺乳動物,比如海牛,它們的大腦褶皺數量就比研究者根據大腦體積所預計的要少很多,”莉莎·羅南說道。
  其實這種現象也很好解釋:褶皺的形成不僅取決於大腦皮層總體的生長,也取決於褶皺部位的物理屬性。例如,較薄的區域往往比其他區域更容易折疊。“你生來就有一個充滿褶皺的大腦,”羅南說,“但是,關於大腦皮層褶皺研究的關鍵和有趣的一點是,大腦會以特定的模式折疊。”
  盡管大腦皮層的溝(皮層向內凹陷的區域)和回(溝之外向外凸出的區域)看起來很隨機,但實際上在個體甚至一些物種之間是一致的。羅南表示,這種一致性非常重要,因為這表明大腦褶皺是有意義的。
  歸根結底,每個大腦皮層區域的物理特性和獨特折疊模式都與其功能密切相關。“擁有最大的表面積本身還不夠;這還與皮層的功能有關,”羅南說,“大象具有比人類更大的大腦,褶皺也更多,但很顯然,我們依然位於演化樹的頂端,而不是它們。”換句話說,我們的大腦皮層功能至少在某些方面比大象更高級,即使後者具有更多褶皺。

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