Nếp nhăn trên não chỉ xuất hiện ở một số loài động vật, chẳng hạn như động vật linh trưởng, cá heo, cá voi và lợn.
Ở người, nếp nhăn não bắt đầu hình thành vào khoảng tuần thứ 20 của thai kỳ và tiếp tục cho tới khi đứa trẻ được 18 tháng tuổi. Cùng với sự hình thành nếp nhăn, bộ não cũng phát triển, về số lượng, kích thước, hình dạng, và vị trí của các tế bào thần kinh. Tất cả đóng góp vào việc mở rộng của vỏ não - còn được gọi là chất xám - và liên quan đến chất trắng nằm bên dưới.
Nếp nhăn bất thường của não có mối liên hệ với nhiều tình trạng thần kinh bao gồm tự kỷ, biếng ăn, động kinh và tâm thần phân liệt.
Cho đến nay, các nhà khoa học mới chỉ ghi nhận mối liên kết giữa các nếp
nhăn của vỏ não với chức năng nhận thức tương đối cao của động vật, chứ
chưa hoàn toàn hiểu hết về nó, chẳng hạn cách nó hình thành.
Một nghiên cứu tiền lâm sàng mới do các nhà khoa học Úc và Thụy Sĩ tiến hành đã lần đầu tiên xác định được những gen liên quan đến sự hình thành của 2 loại nếp gấp trong chất xám của não bộ - uốn cong vào trong và uốn cong ra ngoài.
Dùng những mô hình động vật có sự phát triển não bộ gần với não người để tìm hiểu, nghiên cứu đã khám phá ra sự khác biệt trong cả biểu hiện gen và hình dạng nơ-ron thần kinh trong suốt quá trình hình thành nếp nhăn.
PGS Mary Tolcos ở Đại học RMIT, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết, hiện không có liệu pháp nào để ngăn ngừa hoặc điều trị những nếp nhăn bất thường, cũng như không có cách tầm soát sớm để phát hiện các dị tật trước khi nếp nhăn hình thành.
“Chúng ta biết nếp nhăn hình thành ở giai đoạn hai và ba của thai kỳ, và phần lớn nếp nhăn trên toàn bộ não người đều hình thành theo những cấu trúc nhất định”, PGS Tolcos nói. “Điều này cho thấy quy trình hình thành nếp nhăn phần lớn được quyết định bởi gen. Nhưng chúng ta mới chỉ bắt đầu hiểu quy trình đó diễn ra như thế nào - giống như gấp một mẫu orgami phức tạp mà không có hướng dẫn”.
“Nghiên cứu của chúng tôi là bước hết sức quan trọng để hiểu đầy đủ các chỉ dẫn di truyền đó bằng cách xác định chính xác gen nào có liên quan đến sự phát triển nếp nhăn ở não,” PGS Tolcos cho biết. “Bước tiếp theo là cần tìm ra vai trò chính xác của những gen này trong quy trình hình thành nếp nhăn, để từ đó chúng ta có thể hướng tới việc xác định các mục tiêu điều trị tiềm năng và phát triển các biện pháp can thiệp nhằm ngăn ngừa và sửa chữa những lỗi gấp bất thường trong não.”
Nguyên tắc cơ bản
Những nghiên cứu trước đây về hình thành nếp nhăn não tập trung vào chất trắng hoặc xem xét trên những động vật có não trơn hơn là những loài có não nhăn, nhưng phần lớn đều bỏ qua chất xám.
Chất xám tạo thành thân tế bào thần kinh và các sợi nhánh liên kết, còn chất trắng được cấu tạo bởi các sợi trục và chất béo (bao myelin).
Trong khi khoa học về việc hình thành nếp nhăn vẫn chưa rõ ràng, bằng chứng nghiên cứu mới nhất này cho thấy trong quá trình phát triển não bộ, chất xám phình ra nhanh hơn chất trắng, tạo ra sự bất ổn định cơ học, dẫn đến não gấp nếp.
Nhưng việc hình thành các hồi và rãnh không diễn ra ngẫu nhiên - chúng tuân theo một mô hình tương tự ở tất cả não của cùng một loài.
Nghiên cứu mới tập trung vào não cừu, loài có nếp nhăn não được hình thành trong bụng mẹ giống như ở người.
Các nhà khoa học đã xem xét sự khác biệt về cấu trúc vi mô và di truyền trong mảng vỏ não - phần chất xám tương lai hình thành ở ngay dưới hồi và rãnh. Các khu vực não được phân tích ở ba thời điểm phát triển - khi não trơn, bán gấp nếp và gấp nếp hoàn toàn.
“Chúng tôi nhận thấy một số gen có biểu hiện cao hơn ở những vùng gấp ra ngoài và biểu hiện thấp hơn ở những vùng cuộn vào trong. Một số gen khác thì ngược lại. Cùng nhau, những biểu hiện di truyền này có thể giải thích tại sao kiểu gấp vỏ não lại nhất quán giữa các cá thể cùng loài” - TS Sebastian Quezada Rojas cho biết.
Ông cũng nói thêm: “Chúng tôi tin rằng những vùng gấp ra ngoài hay vào trong được lập trình để hành xử khác nhau và hình dạng của nơ-ron ảnh hưởng đến cách nhăn của những khu vực đó. Vén bức màn bí mật của những kết nối này sẽ là trọng tâm giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu”.