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心脏杂志

500年前,达芬奇留下心脏谜题,科学家用2.5万磁

关于达芬奇这个名字大家应该都十分的耳熟,他是文艺复兴三杰之一,是意大利有名的画家。达芬奇画鸡蛋的故事,以及他的《蒙娜丽莎》、《最后的晚餐》等都是世人津津乐道的故事。可除了是画家之外,达芬奇还是一位杰出的解剖学家。

达芬奇的一生之中起码解剖了30个以上的人体,在解剖学上,他被认为是近代生理解剖学的鼻祖。他是最先采用蜡制品来展现人脑内部结构的解剖学家,也是设想用玻璃和陶瓷制作眼睛和心脏的第一人。

并且达芬奇在解剖多具人体后所画下来的人体解剖素描图,至少是要领先他所处的时代将近300年的时间。而他在500年前使用的利用切片技术来讲截取横截面,来体现人体复杂的结构的办法,与今天医学上的MRI技术惊人的相似。

由此可以发现,达芬奇在生理解剖学,以及医学上的成就是巨大的。而除此之外,达芬奇也给我们留下来很多谜团。其中,达芬奇心脏谜题就是其中一个。在达芬奇去世后留下15000张手稿之中, 有一张完整的心脏结构图。

那时候的人类,第一次通过达芬奇才了解到心脏内部的模样。也是因为达芬奇的心脏结构图,后世之人受益无数。就连21世纪的2005年,还有一位英国的心脏科医生, 通过研究达芬奇的手稿而找到了一个修补心脏的办法。

可同样的,在过去将近500年的时间之内,一代接着一代的科学家们都在研究他的手稿。但就是没有人发能够彻底的,去搞清楚手稿中关于心脏内部结构的描述。特别是其中一些极为细微的结构,一直都让研究者们摸不清头脑。

就比如说在达芬奇的手稿中发现心肌小梁——在心室内壁的心肌束上所构成的肌肉纤维。在数百年来,科学家们都没有发现它有什么用处,一度还认为它就只是心脏的附属品而已,是达芬奇顺手标注出来的。

但是在现代生物学的帮助之下,已经有研究发现心肌小梁并没有看起来的那么简单。在人体发育的早期,这些看似没什么用的心肌小梁就已经出现在了心室的表面。

并且根据一些的细胞谱系的追踪结果确认,可以认定心肌小梁中的分子以及发育的特点与大心肌还是有差别的,并且它能够帮助运送营养物质和氧气。因此科学家们曾经推测,心脏发育的早期需氧量非常之大。

也许心肌小梁的作用就是负责给还在发育中的心脏供养。而等到心脏发育完成过后,心肌小梁也就成为了残留物,在成人的心脏中成为附属。不过,这大部分都还只是猜想而已,并没有实证。

不过在2020年的时候,欧洲分子生物学实验室的研究人员们借助拥有50万人类样本的英国生物样本库,借出了其中将近2.5万张的心脏核磁共振图像,然后通过人工智能对这近两万张图片进行了分析。他们发现,在成人的心脏之中,心肌小梁同样还是有作用的。

心肌小梁可以使得心室的表面不再平滑,而这可以使得我们心脏每一次搏动的时候输出的血液受到的阻力会更小,血液也可以更有力的通过心室。同时研究人员还根据不同样本心肌小梁的分型进行了一次全基因组相关性分析,并在其中发现了16个与其发育相关的显著性基因位点。

而其中最受关注的,就是在MTSS1这个基因中出现的变异位点,只因这个位点与心脏结构以及功能表型都具有相关性。于是科学家们为了测试,在全基因之中使用基因剪刀将MTSS1基因剪除之后注入到小鼠胚胎之中。但是剪除了MTSS1基因的小鼠胚胎,出现了大量的死亡现象。

而即使逃过了死亡的小鼠胚胎,它的心脏发育与对照组想必也露出了十分明显的缺陷,比如说它们的心脏容积要更小,结构发育要更慢等等。而在显微镜之中我们也可以地看到,MTSS1表达受损的小鼠,它们心肌小梁的生成也受到了阻碍。

这意味着,在达芬奇500年前画下的心脏结构图之中,他标注的心肌小梁是最为关键的要素。这同时也意味着,早在500多年前的时候,达芬奇也许就已经了解到了心肌销量的重要性。而我们后来之人,花了500余年的时间,才将这个秘密揭晓。

那么问题来了,500年前的达芬奇在没有任何现代科学技术的帮助下,是怎样获取那些惊人的知识的呢?更不用说的除了在医学和艺术之外,达芬奇还在当时人类能够想象的各个领域都拥有极高的成就。可以说,他几乎是人类历史上唯一的全能型的科学家。

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