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撰文七君
心脏是什么形状?
许多人会说,这道题我会,不就是心形的嘛。
心脏的真正形态是个螺旋形的莫比乌斯环。
再来一道题:心脏是怎么跳动的?
你可能会说,这道题也很简单,像吹气球那样一鼓一缩的啊。
啊不,其实心脏跳动时像悠悠球一样左右旋转,而这点也是心脏的螺旋形决定的。
而人类意识到这两点,只有短短数十年的时间。
心脏并不是这样跳动的。图片来源:newstation
早在16世纪就有人发现了心脏整体的圆锥形态,也就是我们以为的心形。但是,为什么心形的心脏能跳动呢?心脏形态和心脏功能之间的关系在年里一直是个迷,因此这个问题也曾被称为解剖学的戈耳狄俄斯之结(gordianknotofanatomy),也就是爆难没人知道答案的意思。
后来在17世纪,有人在这个漏洞上打了个补丁,这个补丁版本也成了年来人类对心脏的主流认识。这个人就是英国医生威廉·哈维(WilliamHarvey)。哈维发现了循环系统,将心脏和肺接入了整个循环系统的闭环中。
循环系统之父威廉·哈维的肖像。图片来源:RoyalCollegeofPhysiciansMuseum
哈维认为,人类的心脏是一块同质的肌肉,包含4个腔室,心肌收缩时排出血液,放松时充满血液。哈维也因此被视为循环系统之父,他的教条也被一代代医生传承,写入了教科书中。不过,哈维依然无法解开解剖学的戈耳狄俄斯之结,他的学说中也有一些矛盾之处。
大约在50年前,解剖学的“心结”终于被一位西班牙医生解开。
FranciscoTorrent-Guasp。图片来源:alchetron
FranciscoTorrent-Guasp在学生时代就对哈维学说中的一些问题感到怀疑,比如他不太相信心脏肌肉放松时血液能大量涌入。在20世纪50年代,Torrent-Guasp还是西班牙萨拉曼卡大学医学院的一位四年级的学生,那时起他就不断解剖各种动物的心脏。在25年的研究后,Torrent-Guasp有了突破。
心脏是由一条心肌带扭成的。图片来源:DavidGeffenSchoolofMedicineUCLA
他发现,心脏整个就像一条筋道宽面一样,是一个由肌肉构成的橡皮带;更有趣的是,这根劲道肌肉条是以螺旋的形态组织成心脏的。后来这条肉带就被称为心肌带(ventricularmyocardialband)。
大家可以看一下Torrent-Guasp对牛心的解构——
图片来源:DavidGeffenSchoolofMedicineUCLA
这条肌肉带以螺旋线的方式绞成了心脏。也就是说,心脏是一个莫比乌斯环,是一个扭成了8字的螺旋。
心肌带以扭了3下的莫比乌斯环(A行中的3X)的形式构成了心脏(C)。图片来源:(DOI)10./j.ejcts..03.
实际上,这种螺旋结构遍布在哺乳动物和鸟类的心脏中,而螺旋线本身在大自然中很常见,贝壳、松果、向日葵都含有螺旋线。
心脏的螺旋线。图片来源:torrent-guasp.