泡一顆水晶小腦花，能泡出大腦一樣的溝回褶皺嗎？

泡大珠（或者說叫水寶寶、水晶花泥之類的）這個東西大家應該不陌生了，之前在這個賬號也介紹過一些它的性質，比如說這種高吸水性樹脂做成的小球能吸收很多水分膨脹，吸滿水變大的凝膠球和水的折射率會變得特別接近，甚至可以在水中隱形……

下面是幾顆凝膠球泡水前後的對比圖，可以看到它泡水後體積變大了多少。而我想說的是：你們注意過這中間的過程小球會變成什麼樣嗎？

事實上，在完全泡透、變成一個飽滿的大球之前，這些凝膠小球看起來就像是——一顆水晶小腦花：

這是同一顆凝膠球在泡脹不同階段的樣子，在泡水時，這些小球總是會先在表面形成褶皺，最終才變成飽滿光滑的樣子。

這些褶皺看起來有點像是腦子，這也讓我想起了一個關於大腦發育的很有趣的研究。

人類的大腦上有豐富的溝回褶皺，這對提升腦的功能很有意義，但目前科學家還沒有真正確定這些溝回在發育中是如何長成的。有研究者認為，這過程中應該會有複雜的調控機制，不過也有科學家覺得，這可能是一個純粹物理的過程：位於腦子表面的灰質長得比內部的白質快，大腦的褶皺就自然地「擠」出來了。

有意思的是，持這種觀點的科學家們為驗證自己想法做的實驗，就是泡一顆凝膠水晶小腦花。只不過，他們用的是聚二甲基硅氧烷（PDMS）凝膠和有機溶劑，並用雙層結構來模擬大腦的灰質和白質。

後來，這組研究者還進行了更加精細的改進實驗，這一次他們按照胎兒大腦的真實樣子來設計凝膠。結果發現，這團凝膠在溶劑中泡脹的樣子，真的是和大腦十分相像了：

水寶寶沒有專門設計的雙層結構，不過在「泡發」還不充分的時候，也是外層比內部更容易率先吸水膨脹，所以也出現了類似的褶皺吧。

雖然單靠這個實驗還不能證實大腦的溝回完全只靠物理過程產生，不過真的是個很有趣的思路。說不定研究者也是泡水寶寶的時候想到的呢……

原研究：https://www.nature.com/articles/nphys3632

文章來源：酷炫科學

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