3D掃描為你揭示植物和人類大腦生長模式的相關聯繫

近日，Salk生物研究所的一組研究人員在3D掃描的幫助下發現了有關植物生長的有趣事件。具體來說，通過3D掃描他們發現植物以非常類似於人腦細胞的方式生長。

最近發表在《Current Biology》期刊上的研究項目依賴於通過3D激光掃描儀獲得的數據。研究結果表明，各種「分支生長」生物系統可以通過普遍的邏輯規則來管理。

Salk綜合生物學中心助理教授Saket Navlakha解釋道：「分支在空間中分布的變化可以通過高斯函數來描述，也被稱為鐘形曲線」。

該項目針對由不同的植物形式是否由一些「看不見的組織系統」決定而展開相關的研究。也就是說，雖然植物以許多不同的方式生長，以克服環境所帶來的不可抗的挑戰，但研究人員想知道是否有某種方式可以看出它們的生長模式。

為此，研究人員使用高精度3D掃描儀測試植物隨著時間的推移而呈現的變化，並對其生長進行量化，並且進行數學分析。該項目的研究使用了三種植物：包括高粱、番茄、煙草。

3D掃描允許研究人員詳細地將植物的架構進行可視化。3D掃描分析顯示出三類主要的生長特性：分離性，這意味著一個方向的增長與其他方面的增長無關；自相似性，這意味著所有植物具有相同的底層形狀；高斯分支密度函數，這意味著分支密度數據由「植物邊界截斷的高斯分布」決定，而與植物種類或生長環境的不同無關。

換句話說，植物的分枝生長被發現在植物中心處最密集，並且隨著鐘形曲線的變化越來越密集。這些結果顯示了進化效率的水平。該團隊表示，這項重大的發現可能會導致更多的研究，特別是在轉基因作物領域。

那麼這個研究與人類大腦有什麼關係呢？根據Salk分子神經生物學實驗室教授和植物研究院的研究員Charles Stevens所做的研究，他發現腦神經元生長也同時具備分離性、自相似性、高斯分支密度函數這三個特性。

據悉，該3D掃描研究項目是在霍華德休斯醫學研究所（HHMI）、美國國家衛生研究院、美國國家科學基金會、Salk Innovation Grant的通力合作下進行的。

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