纽约州宾汉顿市——许多谜团继续围绕着人类大脑，但其中最重要的是它是如何形成的，以及最初的几周如何影响一个人的余生。
宾厄姆顿大学和哈佛医学院即将进行的研究将使用计算机建模和胎儿大脑发育的高级成像来尝试回答一些长期存在的问题。
美国国家科学基金会的生物力学和机械生物学计划最近批准了 587,853 美元的赠款，以更好地了解使每个人的大脑独一无二的生长和折叠。
领导该研究会副米尔贾利勒Razavi的教授从工程的托马斯·J·沃森学院和应用科学的机械工程系。合作的主要研究者将是助理张维迎教授戴从沃森的计算机科学系，拥有哈佛大学副教授阿里Gholipour教授作为研究的合作伙伴。
Razavi 于 2014 年在佐治亚大学获得博士学位时首次对大脑研究感兴趣。他的导师致力于分子动力学建模以预测原子和分子的物理运动，但希望通过研究软组织的机械建模来扩展。
“软生物组织的一个重要主题是大脑，”拉扎维说。“对于我们来说，我们的大脑如何在妊娠 22 至 25 周后从最平滑的状态开始是一个谜，但在几周内，表面积和体积以及大脑折叠都会扩大。”
2018 年来到宾厄姆顿时，Razavi 专注于人体皮肤力学，与沃森学院生物医学工程系的Guy German 副教授一起进行研究。
通过这个 NSF 项目，他希望绘制大脑褶皱的形成，因为快速增长的灰质(进行高级思考的外层)生长在白质(在不同灰质区域之间进行通信的内层和灰质和身体其他部分之间)。
人脑中有大约 1000 亿个神经元，信息通过一个复杂的轴突纤维网络传输，如果端到端连接，该网络将从地球延伸到整个 239,000 英里。这个网络的大部分硬接线发生在出生之前，因为不断增长的大脑形成褶皱，以随机但重要的方式连接神经元。
“从生物学的角度，我们不了解潜在的机制，但我们可以从机械的角度说，我们之所以有褶皱，是因为我们在各层的生长速度上不匹配，”拉扎维说。“这不仅仅是关于大脑。如果我们有一个多层系统，外层比内层生长得更快，那么我们就会出现不稳定和折叠。”
Gholipour — 哈佛医学院转化放射学研究主任 — 使用标准磁共振成像 (MRI) 和大脑特异性扩散张量成像 (DTI) 对 25 周和 36 周时的 50 个胎儿进行了扫描，该技术绘制了分子的扩散过程细胞内。
“Gholipour 教授和他的团队拥有最精确的胎儿大脑 MRI 和 DTI，”Razavi 说。“要获得这些图像真的很困难，因为怀孕的性质意味着胎儿在运动。人出生后，可以进入静止状态。”
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