Както е известно, всичко е гениално просто.
Така се случи и с най-сложната задача на неврофизиологията за нагънатата мозъчна кора.
След дългогодишни изследвания най-накрая създадоха математически модел на мозъчните гънки, който по удивителен начин съвпада с модела на намачкан лист хартия.
Лесен отговор на най-сложния въпрос
Какво е общото между мозъка и нагънатия лист офисна хартия?
Паралелите не са чак толкова много, но намачканата на топка хартия помогна за разрешаването на една от най-интригуващите задачи за развитието на човешкия мозък.
Мозъкът на бозайниците се развива подобно на намачкан лист хартия, което се описва от една математическа функция.
Изследването на учени от Калифорнийския университет разкрива механизмите, които са в основата на някои структурни нарушения на главния мозък.
И може да помогне в бъдеще да се създаде специфична терапия за облекчаване симптомите на тези заболявания.
Кората на главния мозък и нейните загадки
Мозъчната кора представлява сложен набръчкан ландшафт със собствени хребети, наричани извивки и долини, наричани бразди.
Подобно кортикално нагъване има явно предимство.
Наличието на по-тънка, сложна кора означава, че предаването на информация от 1 точка към друга обхваща по-малко разстояние и може да преминава по-бързо.
Както е известно, извивките и браздите при хората възникват по време на 3-тия триместър на бременността.
Дълго време беше загадка какви сили стоят зад образуването на мозъчните гънки.
Как се нагъва кората на главния мозък?
За моделиране нагъването на мозъка учените направили степенна функция, получена от произведението на повърхността на мозъчната кора и корен квадратен от нейната дебелина.
Когато един от учените погледнал към графиката, възкликнал „Ето това вече е лист хартия“.
Изследователите забелязали, че същият модел, който предсказвал степента на нагъване на мозъка, също обяснява и нагъването на хартиените листове.
Всеки у дома може да си направи този елементарен експеримент.
Намачкайте лист хартия и го сложете на масата.
Скоро ще забележите, че намачканата топка малко ще се разшири, тъй като освобождава известно количество енергия.
Но накрая все пак приема окончателна намачкана форма, която е най-изгодна от енергийна гледна точка, след като е приложена сила, за да се намачка така.
Тази последна конформация е ново състояние на топката хартия.
В нея има минимално количество свободна енергия. Това е състояние, при което сферата е по-устойчива.
Дори в условията, при които на намачкания лист хартия не действат външни сили, все пак запазва форма на сфера.
Както намачканата хартия, така и мозъкът не променя своето състояние.
Така например, е възможно да изтръгнем мозъка от черепа на животно и да го нарежем на парченца, но въпреки това ще си остане нагънат.
Както е известно, по-плътната хартия води до по-малко количество гънки при притискане. Същата парадигма важи и за мозъка.
Вземете 3 листа хартия и ги намачкайте все едно са един лист.
Тази сфера ще бъде по-голяма, поради допълнителното тегло на материала.
Аналогично по-дебелата кора на мозъка се нагъва по-малко и се оформя повърхност с по-малък брой извивки.
Моделът с намачканата хартия също показва, че голяма площ от повърхността води до по-голямо нагъване.
Резултатите показват че с увеличаването размерите на мозъка нарастват дебелината и площта на неговите тъкани.
Растежът влияе и на това как кората на главния мозък се нагъва.
