人體骨骼、樹木、花草都在長到一定長度後停下,不會瘋狂地長下去。科學家們好奇,生物體究竟如何知道自己已經長了多長?

德國薩爾大學(Saarland University)的新研究聚焦神經元之間重要的聯繫渠道——軸突(axon)–來建立模型。軸突是神經細胞之間聯繫的橋樑,負責傳遞電子信號。軸突的長度從幾微米到幾米不等。研究者們通過這個模型了解神經元如何確定自身長度的機制,並認為這個原理對其它生物系統也具有普遍性。

研究者之一Frederic Folz解釋說,控制生長長度的化學信號分子遵循這種機制:它們以「化學波」的形式在系統中傳播,遇到軸突末端停下。高頻率的「化學波」意味著這個生物片段較短;低頻率意味著其較長,也就是說信號回到出發點的時間長,說明該結構體較大。

比如,一個分子在一個細菌細胞內傳播幾微米所需的時間,比從樹根傳遞到樹冠的時間短得多。

研究者們推測,各類生物體,從樹木到人類,都是利用這種「頻率」確定自己的「長度」,控制樹葉、胳膊、腿生長的長度。

研究者表示,生物體這種機制將來可用於電子行業控制各種物理特性,還可以結合其它系統對人工神經網絡、互聯網進行改進。

這份研究近期發表在月刊《Physical Review E》上。◇