Nhờ mô hình não in 3D, các nhà khoa học tại Đại học Harvard (Mỹ) đã khám phá ra cách vỏ não con người hình thành những nếp nhăn. Các nếp gấp não không thật sự có mặt ở tất cả các loài động vật, và chỉ giới hạn ở một số loài động vật hữu nhũ, cá heo, voi và lợn. Mặc dù mối liên hệ giữa các nếp nhăn này và chức năng nhận thức của động vật đã từng được ghi nhận trước đó, song, các nhà khoa học vấn chưa thể hiểu rõ vẫn đề một cách cặn kẽ.
Ở con người, nếp gấp não bắt đầu hình thành vào khoảng tuần thứ 20 của thai kỳ, và cứ thể tiếp tục cho đến khi trẻ được 18 tháng tuổi. Sự xuất hiện của các nếp nhăn như một phần của quá trình phát triển của não bộ, với số lượng, kích thước, hình dạng và vị trí của các tế bào thần kinh, tất cả góp phần vào việc mở rộng vỏ não, cũng được gọi là chất xám - liên quan đến mô thần kinh não và tuỷ sống nằm bên dưới.
Để mô phỏng chuyển động gấp này trên một cấu trúc não nhân tạo, các nhà nghiên cứu có đã tiến hành chụp MRI bào thai con người. Với dữ liệu trong tay, họ đã tạo nên một mô hình gel in 3D thật nhẵn, trông y như não của thai nhi trước khi nếp gấp hình thành. Kế đến, nhóm nghiên cứu phủ lên mô hình của họ một lớp gel đàn hồi mỏng. Để tái tạo các quá trình tự nhiên của sự mở rộng vỏ não, não nhân tạo được ngâm trong một dung môi, khiến cho lớp ngoài phồng lên và mở rộng ra. Chỉ trong vài phút, lớp ngoài của ‘bộ não’ đã hình thành các nếp gấp như một bộ não thật sự.
“Chúng tôi nhận thấy có thể bắt chước quá trình gấp vỏ não bằng một nguyên tắc vật lý rất đơn giản và thu được kết quả tương tự như những gì chúng ta thấy trong não của thai nhi thực sự”, L. Mahadevan - một trong những nhà khoa học tham gia nghiên cứu cho biết. Theo các chuyên gia, hình dạng và vị trí các nếp nhăn - kết quả của việc mở rộng vỏ não, có ý nghĩa rất quan trọng đối với sức khỏe. “Hình dạng của não bộ là thực sự quan trọng bởi nó định hướng cho các nếp gấp hình thành theo chiều hướng nhất định”, Jun Young Chung thuộc nhóm nghiên cứu nói. “Não bộ không hoàn toàn giống nhau ở mỗi người, nhưng tất cả chúng ta nên có những nếp gấp lớn để có thể khỏe mạnh”.
Phát hiện mới nêu trên có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về hình dáng bên ngoài của bộ não có liên quan đến hoạt động bên trong của nó. “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy nếu một phần của bộ não không phát triển đúng cách, hoặc nếu cấu trúc hình học bị phá vỡ, chúng ta có thể sẽ không có những nếp nhăn lớn ở đúng nơi, từ đó gây ra các chứng rối loạn chức năng tiềm năng”, Chung chia sẻ.
Ở con người, nếp gấp não bắt đầu hình thành vào khoảng tuần thứ 20 của thai kỳ, và cứ thể tiếp tục cho đến khi trẻ được 18 tháng tuổi. Sự xuất hiện của các nếp nhăn như một phần của quá trình phát triển của não bộ, với số lượng, kích thước, hình dạng và vị trí của các tế bào thần kinh, tất cả góp phần vào việc mở rộng vỏ não, cũng được gọi là chất xám - liên quan đến mô thần kinh não và tuỷ sống nằm bên dưới.
Để mô phỏng chuyển động gấp này trên một cấu trúc não nhân tạo, các nhà nghiên cứu có đã tiến hành chụp MRI bào thai con người. Với dữ liệu trong tay, họ đã tạo nên một mô hình gel in 3D thật nhẵn, trông y như não của thai nhi trước khi nếp gấp hình thành. Kế đến, nhóm nghiên cứu phủ lên mô hình của họ một lớp gel đàn hồi mỏng. Để tái tạo các quá trình tự nhiên của sự mở rộng vỏ não, não nhân tạo được ngâm trong một dung môi, khiến cho lớp ngoài phồng lên và mở rộng ra. Chỉ trong vài phút, lớp ngoài của ‘bộ não’ đã hình thành các nếp gấp như một bộ não thật sự.
“Chúng tôi nhận thấy có thể bắt chước quá trình gấp vỏ não bằng một nguyên tắc vật lý rất đơn giản và thu được kết quả tương tự như những gì chúng ta thấy trong não của thai nhi thực sự”, L. Mahadevan - một trong những nhà khoa học tham gia nghiên cứu cho biết. Theo các chuyên gia, hình dạng và vị trí các nếp nhăn - kết quả của việc mở rộng vỏ não, có ý nghĩa rất quan trọng đối với sức khỏe. “Hình dạng của não bộ là thực sự quan trọng bởi nó định hướng cho các nếp gấp hình thành theo chiều hướng nhất định”, Jun Young Chung thuộc nhóm nghiên cứu nói. “Não bộ không hoàn toàn giống nhau ở mỗi người, nhưng tất cả chúng ta nên có những nếp gấp lớn để có thể khỏe mạnh”.
Phát hiện mới nêu trên có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về hình dáng bên ngoài của bộ não có liên quan đến hoạt động bên trong của nó. “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy nếu một phần của bộ não không phát triển đúng cách, hoặc nếu cấu trúc hình học bị phá vỡ, chúng ta có thể sẽ không có những nếp nhăn lớn ở đúng nơi, từ đó gây ra các chứng rối loạn chức năng tiềm năng”, Chung chia sẻ.
Tham khảo: Đại học Harvard
