科普:为什么人类大脑有那么多褶皱

英国剑桥大学精神病学系研究员莉莎·罗南(Lisa Ronan)称,当胎儿还在子宫内时,随着大脑的发育,大脑的外表面——或称大脑皮层——会逐渐扩张并折叠。在本质上,这种扩张会导致大脑外表面的压力增加,然后通过褶皱的方式减小压力。

我们可以将大脑皮层想象成一块橡胶,在其一端施加压力,当达到某一程度时,橡胶表面就会弯曲,以应对不断增加的压力。或者,如果你对地质学感兴趣,可以想象成两个构造板块相互碰撞时的情景:碰撞时产生的压力非常巨大,最终使板块发生地质褶皱。

这些数不清的褶皱帮助大脑容纳了更多神经元,反过来提升了认知能力,从而让大脑具有更加高级的功能。不过,存在褶皱的大脑并非普遍存在,大部分动物的大脑并没有褶皱。例如,小鼠和大鼠的大脑皮层在发育阶段并未充分扩张,没有达到足以折叠的程度,因此它们的大脑表面相当光滑。

大脑皮层褶皱往往出现在脑容量较大的动物身上。“但情况也并非总是如此,一些大型哺乳动物,比如海牛,它们的大脑褶皱数量就比研究者根据大脑体积所预计的要少很多,”莉莎·罗南说道。

其实这种现象也很好解释:褶皱的形成不仅取决于大脑皮层总体的生长,也取决于褶皱部位的物理属性。例如,较薄的区域往往比其他区域更容易折叠。“你生来就有一个充满褶皱的大脑,”罗南说,“但是,关于大脑皮层褶皱研究的关键和有趣的一点是,大脑会以特定的模式折叠。”

尽管大脑皮层的沟(皮层向内凹陷的区域)和回(沟之外向外凸出的区域)看起来很随机,但实际上在个体甚至一些物种之间是一致的。罗南表示,这种一致性非常重要,因为这表明大脑褶皱是有意义的。

归根结底,每个大脑皮层区域的物理特性和独特折叠模式都与其功能密切相关。“拥有最大的表面积本身还不够;这还与皮层的功能有关,”罗南说,“大象具有比人类更大的大脑,褶皱也更多,但很显然,我们依然位于演化树的顶端,而不是它们。”换句话说,我们的大脑皮层功能至少在某些方面比大象更高级,即使后者具有更多褶皱。

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0.脑皮层的褶皱渲染显然,如果我们要研究大脑的功能,就应该更加关注它在“灰质皮层”上的区域分割,而不是粗略地说围绕某个坐标做一个球,这个球内怎么怎么样。 皮层褶皱的点云渲染 出于这样的目的,我就做了这样一个渲染各个脑区的可视化工具。与之前不同的是,它不再笼统地渲染各个子区域,而是试图通过密集的点云,来勾画出脑皮层的jvzquC41oftjen3eqo5xtrykpi5739gec5:2g9k6::k:6B<5d7led:j5e4k
1.早发型和晚发型强迫症的皮层褶皱化差异:不同亚型的神经生物学证据既往研究提出了强迫症患者皮层褶皱化异常的诸多相互矛盾的结论。一些研究发现皮层褶皱化增多,另一些显示褶皱化减少,关于出现异常的脑区则较为一致。这些矛盾的结果可能是由于测量大脑褶皱的方法不同或二维检测技术本身的局限性。随后的研究引入了局部褶皱化指数(lGI),一种三维的计算方法,能对大脑皮层中所有区域的全脑jvzquC41o0nbqmk0eqs0pnntqpm0yns|jcth1B8;47926=60jvsm
2.周盈盈一个精密神奇的结构,就藏在你的身体里皱褶的产生取决于两个参数:大脑皮质的生长速度和厚度。在大脑皮层发育过程中,神经细胞的数量、大小、形状和位置变化导致了大脑表面皮质的膨胀,而位于皮层下方的白质则变化不大,这使大脑皮层在压力下出现物理作用力的机械不稳定,最终形成褶皱结构。 尽管猩猩和海豚都拥有更多“沟壑纵横”的大脑皮层,但是黑猩猩的皮层面积只jvzq<84yyy4dgkxkv0ibu7hp1mvx|87244621}7244623:d855>:4>3jvor
3.为什么人类大脑有那么多褶皱?会以特定模式折叠大脑皮层褶皱往往出现在脑容量较大的动物身上。“但情况也并非总是如此,一些大型哺乳动物,比如海牛,它们的大脑褶皱数量就比研究者根据大脑体积所预计的要少很多,”莉莎·罗南说道。 其实这种现象也很好解释:褶皱的形成不仅取决于大脑皮层总体的生长,也取决于褶皱部位的物理属性。例如,较薄的区域往往比其他区域更容易折jvzquC41pg}t0sxvx0ipo8f142792@6913;43@=;;4?72:3ujvsm
4.大脑里的“弯弯绕”我们知道多少?健康·生活人的大脑沟回是比较特别的,越是高等哺乳动物,沟回就会越明显。有沟回才会形成褶皱,沟回会容纳更多的大脑皮层,大脑皮层就会容纳更多的神经元,从而有助于从事更高级的智力活动。 在高等动物的世界里,尤其是它们中的大型种类,沟回的数目非常多,沟回的结构也相应地变得复杂起来。像海豚、猿猴及人的大脑表面都出现了迷jvzq<84jgcruj7ugqrrf0lto0et0p:4423<02;771e826@6/4:762@790jznn
5.人的智力与大脑沟回皱褶多少有关吗?问答频道问题描述:(女,32岁)我的大脑沟回皱褶很多,我也是比较聪明的,人的智力与大脑沟回皱褶多少有关吗? 医生回答(1) 廖张元 主任医师 天津医科大学总医院 指导意见:人的智力与大脑沟回皱褶多少有关,大脑的沟、回越明显,皱褶越多,智力水平越高。而“肥胖脑”使沟回紧紧靠在一起,皱褶消失,大脑皮层呈平滑样,而且jvzquC41o0hpjn3ep1gtm8rkr1715=<576
6.科学家发现大脑如何制造褶皱科学家,大脑皮质,lamc,lamc3,土耳其据《科技日报》报道,科学家找到了与人脑发育有关的独特基因——层粘连蛋白γ3(LAMC3),这种基因会决定人大脑皮质的特征。新研究有望让科学家理解大脑内的褶皱如何形成,也有助于科学家早日研制出“人造大脑”。 美国耶鲁大学和土耳其几家科研机构的科学家携手对一名大脑缺乏明显褶皱的土耳其病人进行研究后得到了上述发jvzq<84pgyy/gwttvj4dqv3ep1yzu}jo1462385813=029;98874:7xjvor