On the influence of inhomogeneous stiffness and growth on mechanical instabilities in the developing brain

مورفولوژی سطح مشخصه مغز پستانداران با عملکرد مغزی و اختلال عملکرد ارتباط نزدیکی دارد. در طول توسعه، سطح ابتدا صاف به یک الگوی پیچیده پیچیده تبدیل می شود. شواهد حاکی از آن است که ناپایداری های مکانیکی که از رشد دیفرانسیل بین مواد خاکستری بی روح سریع تر رشد می کنند و مواد سفید کننده در حال رشد در حال رشد روزافزون، نقش مهمی را در مورفوژنز مغز ایفا می کنند. مطالعات قبلی رشد و سفتی یکنواخت را در نظر می گیرند؛ با این حال، آزمایش های اخیر نشان می دهد که خواص بافت مغز بسیار ناهمگن است. در اینجا ما فرض می کنیم که مسیرهای رشدی متنوع در مغز باعث ایجاد خواص غیرمستقیم مواد در شروع تاخیر قشر می شود. ما یک مدل محاسباتی از رشد مغز را برای کشف اثرات سختی و تغییرات رشد در بافت خاکستری و سفید ماده به منظور تقلید از فرایندهای سلولی و تکامل ساختار میکروسکوپی بافت ایجاد می کنیم. ما یک رویکرد موثر برای تعیین ارزش های رشد بحرانی از داده های هندسی ارائه می دهیم و به طور سیستماتیک بررسی اثر خواص نامتغیر مواد را بر عدم ثبات اولیه و ثانویه ناشی از رشد می گذرانیم. نتایج ما نشان می دهد که رشد بحرانی و طول موج به شدت به توزیع سختی در مغز در حال توسعه بستگی دارد. تغییرات منطقه ای در رشد قشر ناشی از ثبات نامطلوب ثانویه است و باعث ایجاد الگوهای تاخیر بسیار نامنظم می شود، اما طول موج مشخصی و رشد حیاتی نسبتا پایدار هستند. درهم آمیختن عوامل تاثیرگذار مختلف از جمله ضخامت قشر، هندسه مغناطیسی، سختی و رشد، توضیح می دهد که چگونگی شکل اولیه در افراد بسیار محافظت شده است، در حالی که چشمی ثانویه و ثانویه به طور قابل توجهی متفاوت است. یافته های ما به طور مستقیم به داده های تصویربرداری مغز جنین قابل دسترسی است و در نهایت تشخیص زودهنگام ناهنجاری های قشر را برای بهبود اختلالات عصبی مانند صرع، اوتیسم، اختلالات طیفی و اسکیزوفرنیا فراهم می کند.