說起達芬奇,人們總是會想到這是一個曠世奇才,一個超越時代,受時代局限,同時又被時代造就的天才。
在人類文明幾千年的曆史中很難找出這樣的一種人,很難用具體的預言去描他。
即使是在幾百年後的今天,人們也總是拿今天的偉大學者與之比較。
畫家、工程師、科學家、理論家、建築師……
列奧納多·達·芬奇實在太過于博學,文藝複興時期盡管出現了衆多優秀的人才,但沒有哪一位能在這些方面有達芬奇這樣的預見性。
達芬奇與蒙娜麗薩
在後世的描述以及他所留下的著作和作品來看,人們不禁懷疑他是否被外星人改造過。
盡管這聽起來充滿陰謀論的味道,但達芬奇從1476~1478消失的兩年裡來講,沒人知道在他身上到底發生了什麼。
達芬奇在自己的個人轶事對消失的這段時間的描述很簡潔,他隻是發現了一個巨大而又神秘的洞穴,在看向這個漆黑的洞穴之後,他感到了恐懼。
但同時,強烈的好奇心又驅使着他向裡面繼續探索。
達芬奇早期的自畫像
這是達芬奇描述這些神秘洞穴為數不多的記載,而在此之前,他也隻是給周圍人說道自己想要獨自呆一陣子。
對于達芬奇來講,如果不是什麼重要的事情,他不會将事件記錄在自己的随筆中。
可以看出,他在神秘洞穴裡的經曆對他的影響很深刻。
從神秘洞穴出來後的達芬奇如同重獲新生一般,本就在各方面極具天賦的他變得更加耀眼。
在藝術上他變得更具有創造性,在科學界裡他變得更為創新和大膽,另外在工程學和生物學中他還留下了許多充滿時代前瞻性的手稿與畫作。
達芬奇在今天也有廣泛影響
盡管沒有确切的證據證明,但後來不少人都相信達芬奇在山洞中被外星人改造過,因為人們難以找到一種合理的解釋來解答達芬奇的這種變化。
在後世流傳的作品中,除了藝術作品和各種機械創作之外,最為知名的則是他對生理學和解剖學的貢獻。
現代解剖學的系統認識
達芬奇在解剖學中的巅峰創作大概是在16世紀初期,來到羅馬之後,當地的醫院給他開了綠燈,這樣讓達芬奇有了大量的素材進行研究。
達芬奇關于解剖學的手稿
這些解剖研究從人體表皮組織,到肌肉骨骼、神經、血管等每一個地方都有細緻的記錄。
依托于他精準的描繪,達芬奇的每一份解剖手稿都為後來的現代醫學奠定了基礎。
來自500年前的謎題不過,盡管是達芬奇這樣的博學家也有無法解決問題的時候。
達芬奇在心髒上的研究超出了同時代的不少人,他觀察了心髒内部的分支纖維,并試圖了解它們的用途。
達芬奇對心髒的描繪
随着心髒研究越來越多,達芬奇意識到這些纖維有着非常高的表面積。
不過當時達芬奇并不知道這些部分有什麼作用,隻有用繪圖的方式将它們記錄下來。
這一部分在達芬奇的描繪下顯得相當精準,又十分漂亮。
這團肌肉組織如同精心布局一般,并且有着細緻的紋理、花邊,以及雪花狀的纖維構造。
心髒肉質的具體描繪
按照達芬奇的理解,他認為這部分有助于加熱流過心髒的血液。
盡管當時沒有基因測試、人工智能以及核磁共振這樣的高科技,但達芬奇還是通過心髒研究描述除了冠狀動脈疾病人士的病狀,不少現代醫學結論都是從達芬奇這裡開始的。
一直到達芬奇在1519年死去,心髒這部分的研究仍然是一個謎團,并且一直困擾了後世500年。
直到現代醫學利用人工智能分析和核磁共振等技術才将這個謎題解開,令人難以置信的是,達芬奇對于心髒這部分的初步判斷是正确的。
電子顯微鏡下的心髒肌纖維
心髒的纖維部分被稱作“肉小梁”,這是從心髒左右心室的内表面突出的圓形不規則肌肉柱,但不同于在心房中的梳狀肌。
那麼科學家又是如何通過現代科技分析解決這個困擾人類幾百年的問題呢?
來自歐洲分子生物實驗室對此進行了細緻的研究,從先前的了解來看,這部分組織從人類胚胎發育的第4周開始便進行發育。
随後逐漸長出一個複雜的肌肉纖維網絡,并在内表面呈現出複雜的幾何圖案。
早期醫學研究認為,這部分能夠為發育中的心髒進行供氧。
肉小梁的細節展示
英國的研究團隊為了進行相關測驗,先後收集了500000名個體的深層遺傳和表型數據,其年齡主要在40~69歲之間。
研究人員先是對實驗人員進行了詳細的核磁共振數據記錄,并分析了全基因組的關聯分析。
在這一部分的研究中,科學家們發現,生物體内的基因介質會在早期影響心髒小梁的組建。
尤其是mtss1基因在生物體内的變化,這部分證據證明了基因座以及基因的相關構建作用在心髒小梁中的表現。
小梁表型和協變量
為了進一步了解心髒小梁對心髒功能的影響,科學家們又研究了血流動力學回路中,心髒生物力學的表現。
這部分研究表明,心髒小梁的複雜程度和心髒功能疾病有着正相關。
從圖中我們可以看出,左心室容積和中風情況呈正相關,相關水平表達在擴張型心肌病中也有分布(b)。
另外在廣泛的遺傳相關分析和疾病特異性基因座,記憶表型分析中,科學家們還研究了相關基因座與心血管疾病的關系。
小梁複雜度與心髒功能和疾病的關系
心髒謎題的破解進一步地研究着重于mtss1等基因位點在細胞骨架肌動蛋白動力學中的作用。
mtss1的變體在小鼠模型中的變化指向了心髒的幾何形狀和心髒功能。
換句話講,小梁在基因的構建下,最終使得心髒發育出各種各樣的形狀,盡管人類每顆心髒看起來都差不多,但實際上内部構造的差異很明顯。
不過如此大量的數據分析僅是通過人工是很難完成的,因此深層分析和作用需要借助人工智能。
這些都是達芬奇所處的時代不具備的,很難說那個時候要有啥高科技,達芬奇或許會走向新的高度。
mtss1敲除導緻青鳉的心髒小梁減少
話說回來,科學家們通過英國生物人工智能的觀察數據得到了進一步結果,小梁的複雜性與中風功能的增加有關。
研究表明,小梁對左心室舒張期充盈、收縮性和全身血壓具有獨立于負荷的影響。
因此,心髒内部的血液流動和緻密心肌之間的界面位置的小梁結構,對于解釋心髒效率的個體差異會非常重要。
相關的進一步研究還在探讨中,不過這些研究已經能為科學家在未來尋找多種心髒疾病治療的可能性。
心髒内的動靜脈循環
總體來看,心髒小梁的粗糙表面可以讓血液在每一次的跳動中進行更有效地的流動。
這種效果就像高爾夫球表面的凹陷紋理一樣,它能夠降低風阻使球飛行更遠。
高爾夫球的特殊設計能飛行更遠
另外,研究人員還指出,人類DNA會影響心髒肌肉纖維中的分形模式是如何發展出6個區域的。
而研究表明,其中有兩個發育區是調節神經細胞的分支,這種類似的發育機制或許在人類的大腦中也會起到作用。
或許1000年才出一個達芬奇
由此我們看到,達芬奇是怎樣的一個天才,早在500年前就勾勒出了心髒中的肌肉。
直到今天,科學家們才利用高科技解答了這一問題。
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