目前，美國哈佛大學科學家3D打印一個“凝膠人腦”，通過觀察其成長過程，揭曉了人類大腦褶皺是如何形成的。

　　                          3D打印人類大腦 揭曉褶皺如何形成
　　據美國洛杉磯時報報道，目前，美國哈佛大學科學家通過3D打印一個凝膠大腦，并觀察它的“生長過程”，發現了人類大腦皮層如何產生褶皺。他們指出，人類大腦發育過程中，神經細胞的數量、大小、形狀以及位置變化會導致灰質擴張，從而使皮層在壓力下出現“機械不穩定”，最終形成褶皺。
　　
　　這項最新發現發表在近期出版的《自然物理學雜志》上，將揭曉困擾科學家多年的人腦灰質結構之謎，同時，有助于治療與大腦皮層褶皺不足或者過度褶皺相關的某些疾病。
　　
　　美國斯坦福大學的埃倫-庫爾(EllenKuhl)稱，他們提供了差別生長理論的第一實驗證據，演示了物理作用力并不僅是生物化學過程，這在神經發育過程中具有至關重要的意義。這項發現對于臨床診斷和治療十分重要，有助于預防多種神經系統疾病。
　　
　　當你想到大腦，就會浮現出粉色、褶皺物體，猶如泄氣的籃球，但事實上并不是所有物種的大腦都具有褶皺結構，例如：體形較小的老鼠大腦是光滑粉色結構。人類嬰兒懷孕23周才形成褶皺。
　　

   研究人員將這個大腦3D模型浸入一種液體溶劑中，導致類似彈性皮層的外層結構開始生長，最終形成與真實大腦相近的褶皺結構。
　　
　　長期以來，科學家知道大腦褶皺結構具有許多益處——大腦皮層褶皺結構比光滑表面具有更多的連通性，庫爾說：“每個皮層神經元與其它7000個神經元建立連接，結果形成長達15萬公里的神經纖維。”
　　
　　許多研究人員試著分辨這些細胞或者生物化學過程的工作原理，但是哈佛大學物理學家拉罕米拉亞那-馬哈德萬(LakshminarayananMahadevan)決定研究大腦褶皺結構的物理原理，并設計了一個大腦數學模型。據悉，40多年前另一支哈佛大學研究小組認為，大腦組織中成長差異性可以解釋褶皺結構。
　　
　　研究人員計劃揭曉大腦褶皺的成長特性，但是在實驗中如果直接使用人腦存在很大的困難，目前，哈佛大學組建一支研究小組，借助3D打印技術揭曉了人類大腦皮質如何生長并產生褶皺。首先，他們使用22周胎兒光滑胎腦的磁共振圖像，3D打印一個凝膠模型，它可以模擬大腦“白質”，它能夠轉換成一層較薄的彈性凝膠層，來模擬“灰質層(皮層組織)”。之后研究人員將這個大腦3D模型浸入一種液體溶劑中，導致類似彈性皮層的外層結構開始生長，最終形成與真實大腦相近的褶皺結構。
　　
　　結果顯示，皮層組織開始生長，但是它僅固定在白質之上，伴隨著皮質膨脹，最終該結構崩潰，形成腦回和深溝，覆蓋在大腦皮層表面。馬哈德萬稱，我們發現大腦褶皺成長過程與分子等級變化密切相關，生物化學過程導致細胞移動，使細胞產生分裂和改變形狀，出現數量變化。這意味著神經細胞的數量、大小、形狀以及位置變化會導致灰質擴張，使大腦皮層在壓力下出現物理作用力的機械不穩定，最終形成褶皺結構。
　　
　　這項研究有助于科學家更好地理解各種神經系統疾病，同時，還將幫助我們識別孤獨癥、精神分裂癥或者老年癡呆癥早期診斷的局部解剖標記，最終設計出更高效的治療方案。