构成我们人性的很大一部分可以追溯到大脑皮层，它是一层约一八分之一英寸厚的、起皱的灰色组织，构成大脑的最外层。它是我们语言能力、推理能力以及可能意识的源泉。但人类大脑是如何变得如此曲折，而许多其他哺乳动物的大脑却如此光滑呢？是什么决定了大脑皮层的折叠位置和方式？圣路易斯华盛顿大学的神经科学家 David Van Essen 提供了一个简单的解释。他表示，发育中的神经细胞之间的拉锯战将大脑塑造成形。
如果没有这些曲折，大脑皮层的面积将是现有褶皱状态下的三倍。Van Essen 说，一个表面积相当于一个非常大的披萨的东西要装进头骨，它必须卷曲起来。但研究人员一直不确定是什么让大脑皮层卷曲。他们确实知道，折叠始于发育的第六个月；在此之前，胚胎大脑是光滑的。研究人员曾认为，一些细胞在基因上被编程为比其他细胞生长得更快，这种不均匀的生长会导致皮层组织屈曲和折叠。但 Van Essen 认为，不需要如此不均匀生长的具体基因指令来解释这些褶皱。他认为，大脑的皱纹可能是其尽可能高效地进行布线尝试的自然副产品。
Van Essen 研究过视觉皮层，并对一种奇特的现象很感兴趣。皮层中的两个主要视觉中心，称为 V1 和 V2，通过大量的轴突进行通信——轴突是长长的、线状的信号传递纤维。在发育中的胚胎中，V1 和 V2 相对分开。但到了发育的第六个月，当 V1 神经元的轴突连接到 V2 的细胞时，这两个区域之间就会出现一个褶皱，使它们靠近。
Van Essen 现在认为，这个褶皱是由于大量的细线拉扯皮层上的两个区域而产生的自然收缩。他说，当我与同事们讨论这个想法时，我以为在过去的一个世纪里，有人已经想出了这样一个相当显而易见的想法，并对其进行了探索。但当我查阅文献时，似乎没有人这样做过。
许多神经科学家认为，大脑的组织方式是为了最大限度地减少神经元布线的总量。Van Essen 认为，大脑的许多褶皱是由大量发育中的轴突试图最小化大脑不同位点之间的距离所产生的。
它们之间有大量轴突的区域，如 V1 和 V2，将因张力而相互拉近，从而减少神经纤维的总长度。但连接不那么紧密的区域在这种拉锯战中处于劣势；它们之间的轴突数量不够多或不够强，无法决定折叠模式，因此连接较弱的区域最终可能比不发生折叠时离得更远。这些轴突可能很长，但数量很少——因此轴突总长度仍然被最小化。
老鼠等体型较小、大脑也较小的哺乳动物，其大脑皮层是光滑的。为什么它们大脑中的张力不会产生褶皱？首先，它们的皮层相对很小。Van Essen 说，在一种低等的树鼩中，不到 15% 的端脑是大脑皮层。它们的大脑皮层紧紧包裹着内部的大脑结构，就像气球的皮肤一样。即使轴突在拉扯大脑皮层，屈曲的趋势也会被内部结构的压力所抵消。它们就像空气推挤气球壁一样，向外挤压大脑皮层。
Van Essen 目前正在开发一个计算机模型来测试他的张力理论。一位同事已经表明，轴突产生的张力相当于哺乳动物骨骼肌产生张力的 1%。Van Essen 说，这似乎微不足道，但可能足以扭曲大脑。考虑到胚胎组织的延展性，我怀疑微小的力量就足够了。
