近日，Salk生物研究所的一組研究人員在3D掃描的幫助下發(fā)現(xiàn)了有關(guān)植物生長的有趣事件。具體來說，通過3D掃描他們發(fā)現(xiàn)植物以非常類似于人腦細(xì)胞的方式生長。

最近發(fā)表在《Current Biology》期刊上的研究項(xiàng)目依賴于通過3D激光掃描儀獲得的數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明，各種“分支生長”生物系統(tǒng)可以通過普遍的邏輯規(guī)則來管理。

Salk綜合生物學(xué)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(shù)來描述，也被稱為鐘形曲線”。

該項(xiàng)目針對由不同的植物形式是否由一些“看不見的組織系統(tǒng)”決定而展開相關(guān)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(huán)境所帶來的不可抗的挑戰(zhàn)，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(xiàn)的變化，并對其生長進(jìn)行量化，并且進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。該項(xiàng)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(xì)地將植物的架構(gòu)進(jìn)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(guān)；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(shù)，這意味著分支密度數(shù)據(jù)由“植物邊界截斷的高斯分布”決定，而與植物種類或生長環(huán)境的不同無關(guān)。

換句話說，植物的分枝生長被發(fā)現(xiàn)在植物中心處最密集，并且隨著鐘形曲線的變化越來越密集。這些結(jié)果顯示了進(jìn)化效率的水平。該團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)重大的發(fā)現(xiàn)可能會導(dǎo)致更多的研究，特別是在轉(zhuǎn)基因作物領(lǐng)域。

那么這個研究與人類大腦有什么關(guān)系呢？根據(jù)Salk分子神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室教授和植物研究院的研究員Charles Stevens所做的研究，他發(fā)現(xiàn)腦神經(jīng)元生長也同時具備分離性、自相似性、高斯分支密度函數(shù)這三個特性。

據(jù)悉，該3D掃描研究項(xiàng)目是在霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所（HHMI）、美國國家衛(wèi)生研究院、美國國家科學(xué)基金會、Salk Innovation Grant的通力合作下進(jìn)行的。