hirdetés

MediTech

Egyszerű fizika hozza létre agyunk jellegzetes redőit

Néhány tudós 3D-nyomtatású, zseléből készült szürke állománnyal szemlélteti a gyűrődések kialakulását.

hirdetés

Az emberi agy jellegzetes, tekervényes mintázata nem ok nélkül való. Ez a redőzött kialakítás teszi lehetővé, hogy meglehetősen terjedelmes szervünk a koponyánkba férjen, illetve csökkenti az információk közvetítéséért felelős idegsejtek és áramkörök közötti távolságot. Mostanáig ugyanakkor a „ráncok” megszületésének menetét csak nehezen tudták megmagyarázni a tudósok. Egy magzati agy 3D-nyomtatású, zseléalapú modelljével egy kutatócsoportnak végre sikerült érzékletesen megmutatnia, hogy bizonyos, egyszerű fizikai erők miként is okozzák az agy visszahúzódását és a maga karakterisztikus, úti térkép szerű görbületeibe történő, relatív összeszűkülését.

Néhány tudós már 1975-ben megelőlegezte, hogy az agy barázdáit nem biokémiai reakciók okozzák (ez egy másik teória), hanem pusztán a fizika egyszerű törvényei. Abban az időben ugyanakkor még nem tudtak az elméletük bizonyításához megfelelő kísérletet kifundálni. Ezúttal azonban egy csapat kutató jópofa kísérletben szemléltette a redők kialakulása alatt munkálkodó erőket.

Először is létrehozták egy fejlődő magzat agyának 3D-nyomtatású, sima (tehát még a redők megszületése előtti) modelljét. A modell két zselérétegből állt: a fehérállomány lemásolásához egy különálló, belső réteg, a zóna beterítéséhez pedig egy külső, agykérgi szürkeállományként szolgáló elasztomergél-burok együttese alkotta a mesterséges szervet. Miután egy bizonyos oldatba belehelyezték a modellt, a „magzati gélagy” hamarosan fel is vette az általunk ismert mintázatot. A rétegek csupán visszafogott növekedése is nyomóerőt generált, amely visszahúzódásra kényszerítette a külső takarót.

Ezt a modellt használták a kutatók (Forrás: Mahadevan Lab/Harvard SEAS)

A folyamatban részt vevő erők demonstrációjához még egy komputeres szimulációt is létrehoztak a kutatók. Állításuk szerint ugyanez történik az emberi koponyában is. Amikor az agykéreg tágulni kezd, jelentős nyomás alá kerül. Ez a nyomás a gondolkodásért felelős szervünket instabillá teszi, és gyűrődésre kárhoztatja a kültakarót.

Az elmélet nem csak az agy fejlődésének megértését mozdíthatja elő, hanem azt is segíthet kideríteni, hogy alkalomadtán különböző rendellenességeket okozva hol siklik félre folyamat.

Zamaróczy Ádám
a szerző cikkei

(forrás: Popular Science)
hirdetés
Share on Tumblr
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés