500多年前,著名畫家達文西(Leonardo da Vinci)畫出人類心臟裏面精細複雜的網膜結構。現在,科學家終於明白這些結構的部份作用。

科學家通過解剖看到,人類心臟的內壁有一層複雜的肌纖維網狀結構。達文西的一副畫作展現了這樣的結構,裏面雪白、棉細的肌肉纖維錯綜複雜,看起來神秘而感性。

以前只知道這是人類胚胎在發育初期就已經形成的結構,有助於心臟發育過程中為其更好地提供氧氣。至於人體成年後,這層結構有甚麼其它的作用並不了解。

2020年8月19日發表於《自然》(Nature)期刊的一份研究,通過分析2.5萬份心臟的核磁共振成像(MRI)數據,利用近年來迅速發展的分形理論(Fractal Theory),終於進一步了解到這種結構的用途。

分形理論是非線性科研領域的一個新興分支。自然界處處可見迷人的分形形態,樹根、樹冠、花菜的形態,大腦皮層結構等。這個理論已經應用在社會的各個領域,從中央到地方逐步細化的管理,又如信息科技鋪滿全球各地的互聯網、谷歌地圖等等。人類心臟的內膜也具有這樣的分形網絡。

達文西當時猜測這種雪花樣的網膜圖案,在血液流過心臟時有助於保暖。

這份新研究發現,粗糙的心臟內膜有助於血液在心臟內流動更暢通。研究發佈的新聞稿說,就像「高爾夫球表面的小凹槽能夠減小空氣阻力」。

研究人員還發現,不同的分形圖案影響著心力衰竭的風險,例如,具有更複雜肌纖維分支圖案的人,心臟衰竭的風險較低。

研究員邁爾(Hannah Meyer)說:「只有把基因學、臨床研究、生物工程學相結合,才了解到成年人心肌纖維網絡原來還具有這樣的一些以前所不知道的功能。」

研究者表示,心肌纖維網絡還有更複雜的作用,目前的研究只是邁出了第一步。#