大腦皺褶並不隨機,每個皺褶都具有意義

作者 | 發布日期 2018 年 07 月 17 日 23:00 | 分類 生物科技 , 科技教育 follow us in feedly

你是否曾經想過,為什麼大腦會有這麼多皺褶?其實並非所有動物的大腦都像人類大腦如此摺疊,英國劍橋大學精神病學研究員 Lisa Ronan 近日便向 Live Science 簡單解釋了大腦皺褶存在的功用與原因。



Ronan 指出,大腦半球表面的皮質(即灰質)自胚胎在子宮時,便隨著大腦發育而逐漸擴張,從本質上說,這種擴張導致表面壓力增加,進而產生摺疊並減輕壓力。

簡單來說,這像把一塊橡膠從兩側推動,到了某種程度,橡膠表面會隨著壓力增加開始彎曲,又或者拿地質學來說,就像兩塊相互碰撞的板塊構造,隨著碰撞過程的壓力變大,板塊便會出現褶皺。

而這些無數皺褶的存在,使人類大腦可儲存更多神經元,這也連帶使大腦具備更高的認知能力。

說到這有些人可能會有疑問,難道有皺褶的大腦沒這麼常見嗎?──確實如此,儘管我們已習慣想到大腦就聯想到充滿皺褶的圖案,但其實大多數動物的大腦並非這樣。

▲ 小鼠的大腦十分光滑。(Source:Flickr/FromSandToGlass CC BY 2.0)

舉例來說,小鼠和大鼠的大腦皮質在發育過程並不會膨脹到產生摺疊,因此牠們的大腦是完全光滑的。

Ronan 指出,大腦摺疊的情況往往發生在大腦較大的動物身上,但情況也並非總是如此,一些像是海牛一樣的大型哺乳動物的大腦,皺褶就比研究人員根據大小預期的要少得多。

值得一提的是,雖然大腦皺褶(腦回與腦溝)看起來像隨機產生,但 Ronan 指出,這些皺褶其實在個體間,甚至在某些物種是一致的,這也反應出非常重要的事──每道皺褶都有意義,所有區域的皮質特性和獨特摺疊模式,都與功能互相關聯。

這也是為什麼擁有更大、更多皺褶大腦的大象並沒有站在人類之上的原因。Ronan 表示,人類大腦皮質的功能至少在某些方面,遠比大象大腦的皮質功能更先進,「光是擁有最大的大腦表面積是不夠的」。

所以別再嫌棄大腦的長相了,雖然大腦一生都充滿皺褶,但正是這些皺褶,讓我們表面積增大的皮質可裝入有限的顱骨空間裡,並為我們帶來獨特的認知體驗。

(首圖來源:Nevit (Own work) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

延伸閱讀: