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Um unseren Körper an einem Dienstag in Bewegung zu halten, braucht das Gehirn Platz für seine signalübertragenden Neuronen, um ihre Netzwerke aufzubauen. Leider haben unsere Schädel nicht viel Platz zum Arbeiten, daher musste Evolution den Raum auf andere Weise maximieren: durch Falten. Ein neues Video wurde am Montag mit einer Studie in veröffentlicht Naturphysik, versucht zu modellieren, wie das Gehirn diese Faltungen im wachsenden Fötus bildet.
Für ein Organ, das auf die Maximierung der Verbindungen zwischen seinen Zellen angewiesen ist, ist die Optimierung der Oberfläche - durch Falten - der Schlüssel. Deshalb ähnelt das Gehirn einem Ziegel von Ramennudeln und nicht einem Ziegel.
In dem Naturphysik In dieser Studie verwendeten die Autoren MRI-Gehirnscans, um ein geschichtetes Gel-Modell des sich entwickelnden glatten Gehirns im Fötus mit 3D-Druck zu drucken, bei dem die meisten Gehirnfalten auftreten.
Sie ließen das Modell in ein Lösungsmittel fallen und beobachteten, wie sich die äußere Hülle und der Kern im Verhältnis zueinander ausdehnten, was das Wachstum des Cortex - der äußeren Schicht des Gehirns - im fötalen Gehirn nachahmte.
Die rasche Expansion des Cortex führt zu einer Kompression, die wiederum zur Bildung der Sulci - der tieferen Hauptrillen im Cortex - und der Gyri - kleineren, komplizierteren Windungen führt. In einer ähnlichen Studie von 2014 im Verfahren der National Academy of Sciences Forscher haben festgestellt, dass die Entwicklung der Falten des Gehirns mathematisch anhand zweier einfacher geometrischer Parameter modelliert werden kann: Wachstumsrate der grauen Substanz und Dicke.
Diese Erklärung legt andere, komplexere Theorien zur Ruhe. Man schlägt vor, dass bestimmte Regionen des Kortex stärker wachsen als andere; ein anderer sagt voraus, dass Neuronengruppen im Cortex von Axon-Ankern in der weißen Substanz tiefer im Gehirn zusammengezogen werden.
Was die jüngsten Beweise angeht, scheint die Evolution eine einfachere Erklärung zu bevorzugen: Das Gehirn bröckelt einfach zusammen, weil es auf kleinem Raum zu schnell wächst.
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