人腦有明顯的丘峰和溝谷，從進化角度很容易解釋，但人們卻很難理解大腦褶皺的形成細節(jié)。據(jù)美國哈佛大學網站消息，該校研究人員與芬蘭和法國科學家合作，證明了雖然細胞許多分子過程很重要，但最終導致腦褶皺形成的是腦皮層變形的力學不穩(wěn)定性機制。

　　從進化角度說，人腦褶皺之所以這樣，是要在小空間里裝下更大的腦皮層，減少神經元分支長度，提高認知功能。人類在懷孕20周左右，胎兒腦就開始出現(xiàn)褶皺，直到出生一年半左右，腦褶皺才算完成。哈佛大學鮑爾森工程與應用科學學院應用數(shù)學教授L·瑪哈德文以往研究發(fā)現(xiàn)，在腦發(fā)育期間，腦皮層相對于下面白質的擴張會帶來壓力，產生力學不穩(wěn)定性，這種不穩(wěn)定使其形成了局部褶皺。

　　研究人員發(fā)表《自然·物理學》雜志上的論文稱，他們用人類胎兒的腦數(shù)據(jù)檢驗了上述理論。按照3D磁共振圖像，他們通過3D打印制作了一個光滑的胎兒腦的三維膠體模型，在其表面涂了一層薄薄的彈力膠，模仿腦皮層，然后把膠體腦浸入一種能被外層膠吸收的溶液，使外層相對于內部發(fā)生腫脹，模擬腦皮層擴張，在幾分鐘內，壓力就使膠體腦形成了褶皺，且褶皺大小和形狀都很像一個真實的腦。

　　擴張的相似性讓研究人員也感到吃驚。“當我把模型放到溶液里時，我知道會產生褶皺，但沒想到會如此近似。看起來就像一個真實的腦。”論文共同作者、博士后研究員鄭君永說，“人腦的形狀為褶皺方向提供了參照。我們的模型在形狀和曲率上與人腦相同，因此形成的褶皺與真實的胎兒腦看起來非常符合。”

　　功能通常與結構有關，因此理解了大腦褶皺怎樣形成，有助于揭示腦的內部工作原理，闡明與腦有關的疾病。鄭君永還指出，人和人的腦并不完全一樣，但作為健康人，主要褶皺應該都一樣。如果一部分腦發(fā)育得不對，或整個腦形狀被擾亂，可能無法在正確位置形成主要褶皺，導致腦功能障礙。