Nhiều người cho rằng tóc xoăn hay tóc thẳng chỉ đơn giản là đặc điểm di truyền. Tuy nhiên, các nghiên cứu khoa học cho thấy yếu tố quyết định lại nằm ở cấu trúc của nang tóc - nơi mỗi sợi tóc được hình thành trước khi mọc ra khỏi da đầu.
Theo ScienceAlert, quá trình tạo tóc bắt đầu từ hàng trăm nghìn nang tóc nằm dưới lớp da đầu. Mỗi nang tóc hoạt động như một "khuôn đúc", quyết định hình dạng của sợi tóc ngay từ giai đoạn đầu phát triển. Nghiên cứu được công bố năm 2005 khi phân tích nang tóc của con người cho thấy ở những người có mái tóc xoăn, độ cong của sợi tóc đã được hình thành từ lúc còn nằm trong nang. Điều này đồng nghĩa với việc kiểu tóc được "thiết kế" ngay từ chân tóc chứ không phải thay đổi sau khi tóc mọc dài.
Các nhà khoa học giải thích rằng nếu nang tóc có cấu trúc thẳng, sợi tóc thường mọc thẳng. Ngược lại, nang tóc cong sẽ tạo ra những sợi tóc uốn hoặc xoăn, giống như một chiếc khuôn tạo hình cho sản phẩm.
Những nghiên cứu gần đây còn phát hiện sự phát triển của các tế bào ở hai phía của nang tóc không hoàn toàn giống nhau. Điều này khiến keratin cùng các thành phần cấu tạo tóc phân bố mất cân đối, tạo nên cấu trúc bất đối xứng và làm sợi tóc cong hoặc xoắn tự nhiên. Trong khi đó, nang tóc của người có tóc thẳng thường cân đối hơn nên sợi tóc giữ được hình dạng thẳng.
Một nghiên cứu tổng quan công bố năm 2019 cũng khẳng định rằng thành phần của sợi tóc chủ yếu quyết định độ dày và độ cứng, còn hình dạng của nang tóc mới là yếu tố chi phối việc tóc sẽ thẳng, gợn sóng hay xoăn. Sau khi mọc ra khỏi da đầu, sợi tóc gần như giữ nguyên hình dạng đã được định hình từ trước.
Do đặc điểm này chịu ảnh hưởng lớn từ yếu tố di truyền nên kiểu tóc của mỗi người thường có nhiều nét tương đồng với cha mẹ hoặc người thân trong gia đình.
Nang tóc là một cấu trúc sinh học phức tạp, chứa tế bào gốc, hệ thống mạch máu và nhiều thành phần hỗ trợ quá trình hình thành tóc. Tuy nhiên, khi đã nhô khỏi da đầu, sợi tóc gần như chỉ còn là keratin đã chết nên không còn khả năng tự thay đổi hình dạng.
Dù nhiều người cho rằng tóc xoăn hay tóc thẳng gắn liền với từng chủng tộc, các bằng chứng khoa học hiện nay chưa khẳng định điều đó. Theo nghiên cứu năm 2019, mọi quần thể người đều có sự đa dạng về kiểu tóc, mặc dù một số dạng tóc xoăn phổ biến hơn ở những nhóm có nền tảng di truyền nhất định.
Các nhà khoa học cũng đang tìm lời giải cho câu hỏi vì sao con người tiến hóa với nhiều dạng nang tóc khác nhau. Một trong những giả thuyết được quan tâm là tóc có vai trò điều hòa nhiệt độ cơ thể. Trong thí nghiệm công bố năm 2023, các nhà nghiên cứu sử dụng hình nộm đội nhiều loại tóc giả và đặt trong môi trường chịu bức xạ nhiệt.
Kết quả cho thấy tất cả các kiểu tóc đều giúp hạn chế lượng nhiệt hấp thụ so với khi không có tóc, trong đó tóc xoăn mang lại hiệu quả làm mát tốt nhất. Đến nay, cơ chế hình thành cũng như ý nghĩa tiến hóa của mái tóc xoăn và tóc thẳng vẫn là chủ đề thu hút sự quan tâm của giới khoa học và tiếp tục được nghiên cứu để làm sáng tỏ.
