Phát hiện cách hình thành các nếp nhăn trong não

Bộ não 3D bằng gel do các nhà khoa học tạo ra để nghiên cứu (Nguồn: Harvard)

Bộ não người chứa rất nhiều nếp nhăn (còn gọi là nếp gấp), chúng uốn cong vào trong và ra ngoài, tạo thành một cấu trúc phức tạp. Những nếp gấp này làm tăng thể tích bộ não loài người lên rất nhiều, và làm giảm khoảng cách giữa các tế bào thần kinh và mạch truyền thông tin trong não, do đó con người có khả năng suy nghĩ, tư duy và xử lý thông tin rất nhanh.

Nhưng từ trước đến nay, các nếp nhăn này được tạo ra như thế nào vẫn chưa được giải thích thấu đáo.

Mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô hình bộ não 3D và phát hiện ra rằng các lực vật lý đơn giản đã làm cho bộ não tự uốn vào trong, tạo ra những nếp nhăn.

Công trình nghiên cứu của nhóm do giáo sư Jun Young Chung của trường Đại học Harvard (Mỹ) chủ trì vừa được công bố tuần này trên tạp chí Nature Physics.

Đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã tạo ra mô hình 3D bộ não của một bào thai đang phát triển, nghĩa là bộ não còn trơn tru, chưa có các nếp nhăn. Mô hình này bao gồm hai lớp gel: một lớp bên trong để mô phỏng chất trắng ở trong não, và một lớp gel đàn hồi bên ngoài để mô phỏng chất xám của vỏ não bên ngoài. Hai lớp này mô phỏng sự phát triển của bộ não. Sau khi cho mô hình hoạt động trong môi trường 3D trên máy tính, bộ não này đã nhanh chóng hình thành những nếp gấp đặc trưng, ​giống như điều các nhà nghiên cứu đã dự kiến. Trong quá trình các lớp gel giãn nở rộng, chúng đã tạo ra các lực nén, ép lớp ở bên ngoài uốn cong lại.

Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng mô hình trên máy tính mô tả bộ não đang hoạt động.

Khi vỏ não (lớp bên ngoài của não) bắt đầu giãn nở rộng, nó phải chịu áp lực đáng kể. Áp lực này làm cho bộ não trở nên không ổn định và bắt buộc lớp bên ngoài phải uốn, gập lại và tạo ra các nếp nhăn.

Theo các nhà nghiên cứu nói, phát hiện này sẽ giúp con người hiểu rõ hơn không những về sự phát triển của não, mà còn hiểu cả cách não có thể phát triển không đúng cách, dẫn đến một số loại rối loạn não.

"Bộ não của mỗi con người không hoàn toàn giống nhau, nhưng bộ não tất cả chúng ta đều có những nếp nhăn chủ yếu, để có được cơ thể khỏe mạnh" - giáo sư Jun Young Chung nói. "Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng nếu một phần của bộ não không phát triển đúng cách, hoặc nếu khối hình cầu của não bị phá vỡ, người ta có thể sẽ không có những nếp gấp lớn ở đúng chỗ, từ đó có thể gây ra rối loạn chức năng trong não" - ông cho biết.