|
Тайна человеческого сердца Леонардо да Винчи
|
|
|
|
Спустя 500 лет исследователи, наконец, поняли анатомическую функцию сердечной мышцы, впервые описанной Леонардо да Винчи. Чтобы найти ответ, ученые использовали теорию фракталов, магнитно-резонансную томографию и множество вычислительных методов, чтобы пролить свет на структуры, называемые трабекулами. Они обнаружили, что этот разветвленный мышечный слой в виде снежинки играет определенную роль в риске сердечных заболеваний.
|
|
|
|
“Внутренние поверхности человеческого сердца покрыты сложной сетью мышечных волокон, которая, как полагают, является результатом эмбрионального развития”, - объясняют исследователи в статье в журнале Nature. “Функция этих трабекул у взрослых и их генетическая структура неизвестны. Здесь мы исследуем трабекулы с помощью фрактального анализа у 18 096 участников британского биобанка.”
|
|
|
|
Леонардо нарисовал тонкие, кружевные, похожие на снежинки трабекулы после того, как рассек сердце вблизи. Художник, вероятно, обратил внимание на разветвленную структуру, похожую на корни деревьев, и предположил, что трабекулы похожи на системы, которые мы используем сейчас, чтобы предохранять тротуары и дороги от замерзания: в данном случае это сеть кровеносных сосудов, которые поддерживают тепло, циркулируя в маленьких сосудах вокруг теплого и энергичного сердца.
|
|
|
|
Изучая трабекулы, ученые смогли выявить общие черты на изображениях различных пациентов и начать делать выводы о том, как функционируют структурные трабекулы.
|
|
|
|
|
|
|
“Используя биомеханическое моделирование и данные наблюдений за участниками-людьми, мы демонстрируем, что морфология трабекул является важным фактором, определяющим работу сердца”, - например, это означает, что определенные трабекулярные структуры повышают риск сердечно-сосудистых заболеваний.
|
|
|
|
“Мы идентифицировали 16 значимых локусов, которые содержат гены, связанные с гемодинамическими фенотипами и регуляцией разветвления цитоскелета”, - объясняют исследователи. Изучая геном, а также трабекулы десятков тысяч испытуемых, они начали выявлять места в геноме, которые говорили о том, как трабекулы способны формироваться и функционировать, а также о том, как формируются и ведут себя другие клетки организма. (Арборизация - это именно то, на что это похоже: технический термин, обозначающий ветвление, подобное дереву.)
|
|
|
|
Фрактальный анализ окрашивает все - от составления карт до ботаники и телекоммуникаций: в любое время крупная “магистраль” разветвляется на все более мелкие участки, пока не сфотографирует всю страну, как на картах Google, или не покроет всю сушу высокоскоростным Интернетом. В этом случае трабекулы разветвляются на все более мелкие нити, и многие подсказки заключаются в природе фрактальной сети.
|
|
|
|
“Только сочетание генетики, клинических исследований и биоинженерии позволило нам обнаружить неожиданную роль трабекул миокарда в функционировании сердца взрослого человека”, - говорится в заявлении исследователя Ханны Мейер. Исследователи говорят, что это также всего лишь первый шаг к более сложному пониманию трабекул.
|
|
|
|
Источник
|
