บาคาร่า คุณมีวิชาฟิสิกส์พื้นฐานที่ต้องขอบคุณสำหรับสมองของคุณที่มีปัญหา

บาคาร่า นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างสมองเจลจากการพิมพ์ 3 มิติเพื่ออธิบายว่าทำไมสมองของเราถึงพับ โดย CLAIRE MALDARELLI | เผยแพร่เมื่อ 4 กุมภาพันธ์ 2016 02:26 น. ศาสตร์เจลสมอง

นักวิทยาศาสตร์ใช้แบบจำลอง 3 มิติของสมองที่กำลังพัฒนาของทารกในครรภ์เพื่อแสดงให้เห็นว่าสมองของเราพัฒนารอยพับแปลก ๆ ได้อย่างไร Mahadevan Lab/Harvard SEAS

สมองของมนุษย์เป็นที่รู้จักจากรอยพับอันเป็นเอกลักษณ์ ซึ่งโค้งเข้าและออกในรูปแบบที่ซับซ้อน การพับนี้ช่วยให้เราสามารถยัดสมองที่ค่อนข้างใหญ่ของเราไว้ในกะโหลกศีรษะของเรา และลดระยะห่างระหว่างเซลล์ประสาทและวงจรที่ส่งข้อมูลภายในสมอง แต่จนถึงขณะนี้ 

การพับนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรยังไม่สามารถอธิบายได้ง่ายๆ 

นักวิจัยกลุ่มหนึ่งได้ใช้แบบจำลองเจลที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติของสมองของทารกในครรภ์ แสดงให้เห็นว่าแรงทางกายภาพที่เรียบง่ายทำให้สมองดึงและพับเข้าหาเส้นโค้งคล้ายแผนงานอันเป็นเอกลักษณ์ งานของพวกเขาได้รับการ ตีพิมพ์ ในวารสารNature Physics ใน สัปดาห์นี้

ย้อนกลับไปในปี 1975 นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าสมองของเราก่อตัวขึ้นในลักษณะนี้ ไม่ใช่เพราะปฏิกิริยาทางชีวเคมี ซึ่งเป็นทฤษฎีอื่น แต่เกิดจากกฎฟิสิกส์เท่านั้น แม้ว่าในขณะนั้น พวกเขาไม่สามารถหาการทดลองที่เหมาะสมเพื่อพิสูจน์ทฤษฎีของพวกเขาได้ ตอนนี้กลุ่มนักวิจัยได้ทำการทดลองสนุกๆ เพื่อแสดงพลังในที่ทำงาน

ขั้นแรก พวกเขาสร้างแบบจำลองเจลที่พิมพ์ 3 มิติของสมองที่เรียบของทารกในครรภ์ที่กำลังพัฒนา ก่อนที่จะเกิดการพับ โมเดลประกอบด้วยชั้นเจลสองชั้น ชั้นในเพื่อเลียนแบบสสารสีขาว จากนั้นจึงใช้เจลอีลาสโตเมอร์ชั้นนอกเพื่อเคลือบชั้นในซึ่งทำหน้าที่เป็นสารสีเทาของเยื่อหุ้มสมองชั้นนอก ร่วมกันสองชั้นเลียนแบบการเจริญเติบโตของสมอง หลังจากที่พวกเขาวางแบบจำลองลงในสารละลายแล้ว สมองเจลของทารกในครรภ์จะก่อตัวเป็นลักษณะเฉพาะอย่างรวดเร็ว เช่นเดียวกับที่นักวิจัยสงสัย เมื่อชั้นเจลต่างๆ ขยายตัว แม้เพียงเล็กน้อย ก็สร้างแรงกดทับที่บังคับให้ชั้นนอกดึงกลับ

เจลสมอง

นักวิทยาศาสตร์ใช้แบบจำลอง 3 มิติของสมองที่กำลังพัฒนาของทารกในครรภ์เพื่อแสดงให้เห็นว่าสมองของเราพัฒนารอยพับแปลก ๆ ได้อย่างไร Mahadevan Lab/Harvard SEAS

นักวิจัยยังได้สร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของกองกำลังในที่ทำงาน พวกเขาเขียนว่าสิ่งนี้มีแนวโน้มว่าจะเกิดขึ้นในสมองเช่นกัน ขณะที่เยื่อหุ้มสมองชั้นนอกของซีรีเบลลัมเริ่มขยายตัว ก็อยู่ภายใต้แรงกดดันอย่างมาก ความกดดันนี้ทำให้สมองไม่เสถียรทางกลไกและบังคับให้ชั้นนอกพับทำให้เกิดรอยพับ

ทฤษฎีนี้สามารถช่วยให้เราเข้าใจดีขึ้น ไม่เพียงแค่การพัฒนาของสมองเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิธีที่มันสามารถผิดพลาดและนำไปสู่ความผิดปกติของสมองบางประเภทได้ Jun Young Chung ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมจาก Harvard และผู้ร่วมเขียนรายงานกล่าวว่า “สมองของคนเราไม่เหมือนกันทุกประการ แต่เราทุกคนควรมีรอยพับที่เหมือนกันเพื่อสุขภาพที่ดี” ปล่อย . “การวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าหากส่วนหนึ่งของสมองไม่เติบโตอย่างถูกต้อง หรือหากรูปทรงเรขาคณิตของโลกถูกรบกวน เราอาจไม่มีรอยพับใหญ่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง ซึ่งอาจทำให้เกิดความผิดปกติในสมองได้ “

ชมการทำงานของผีเสื้อทะเลด้านล่าง

https :// www . ยู ทูบ คอม/ ดู? v = NhohQ _ pJNUU // ?

“หอยทากวิวัฒนาการแตกต่างจากแมลงบินได้เมื่อ 550 ล้านปีก่อน” โดนัลด์ เว็บสเตอร์ หนึ่งในผู้เขียนรายงานการศึกษากล่าวในการแถลงข่าว “ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นที่น่าประหลาดใจที่หอยทากทะเลใช้รูปแบบปีกเลขแปดแบบเดียวกับที่เป็นแบบฉบับของญาติในอากาศที่อยู่ห่างไกลของพวกมัน”

ทำไมคุณถึงถามเรื่องหอยทากตัวเล็ก ๆ ทั้งหมดนี้? จริงๆ แล้วพวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตที่ค่อนข้างสำคัญ ที่อาศัยอยู่ในน่านน้ำเย็น ไม่เพียงแต่พวกมันจะถูกกินโดยสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เช่น นกและปลาเท่านั้น แต่เปลือกของพวกมันยังจมลงสู่พื้นมหาสมุทรเมื่อสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นตาย และเพิ่มคาร์บอนของพื้นทะเล นอกจากนี้ การเข้าใจการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้ในวันหนึ่งอาจนำไปสู่หุ่นยนต์ใต้น้ำขนาดเล็กตัวใหม่

ฟิสิกส์ควอนตัมท้าทายสัญชาตญาณของนักฟิสิกส์ การเปรียบเทียบจากโลกมหภาคสามารถช่วยได้ [อ่านเพิ่มเติม.]. Daniel M. Harris และ John WM Bush

แบ่งปัน    

ฟิสิกส์ควอนตัมวัดการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่เล็กที่สุดในจักรวาล ซึ่งไม่เพียงเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วอย่างเหลือเชื่อและในระดับที่เล็กมาก แต่ยังท้าทายสัญชาตญาณของนักฟิสิกส์อีกด้วย การเปรียบเทียบจากโลกมหภาคสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เห็นภาพปรากฏการณ์ควอนตัมไลค์ได้ง่ายขึ้น แดเนียล แฮร์ริส ซึ่งขณะนั้นเป็นนักศึกษาปริญญาเอกที่ MIT ได้หันมาใช้ความสัมพันธ์ที่แปลกประหลาดระหว่างหยดของเหลวกับอ่างแบบสั่น การสั่นสะท้านจะหยุดไม่ให้หยดละอองซึมเข้าไปในอ่าง และจะกระเด้งข้ามพื้นผิวแทน หยดและคลื่นที่สร้างเลียนแบบพฤติกรรมทางสถิติบางอย่างของอนุภาคควอนตัม เว้นแต่จะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ภาพถ่ายนี้เป็นหนึ่งในหลายร้อยภาพที่แฮร์ริสถ่ายสำหรับปริญญาเอกของเขา ทั้งหมดถ่ายด้วยกล้องที่วางขายทั่วไป บาคาร่า