Tvoje srdce nefunguje ako hladké čerpadlo. Na jeho vnútornej strane sa nachádza zvláštna sieť svalových vlákien, ktorú si ľudia všimli už pred stovkami rokov. Ako prvý ju detailne nakreslil Leonardo da Vinci, no jej význam zostal dlho nejasný. Dnes sa vedci k tejto starej otázke vrátili a postupne ju rozlúštili.
Výskum vedcov z EMBL publikovaný v Nature, sa zameral na takzvané trabekuly, jemnú, no zložitú sieť svalov vo vnútri srdca. Tieto štruktúry vytvárajú vzory, ktoré pripomínajú snehové vločky alebo fraktály. Ako hovoria autori štúdie, ide o premyslený „dizajn“, ktorý má konkrétny a presný účel.
Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ
Fraktálová štruktúra totiž dokáže maximalizovať povrch svaloviny bez toho, aby sa srdce výrazne zväčšilo. To znamená viac priestoru na prácu bez toho, aby orgán zaberal viac miesta v tele. Tento geometrický trik môžeme vidieť aj v iných častiach prírody, podobne sa vetvia pľúcne mechúriky alebo koruny stromov. Vo výsledku vždy ide o lepšie rozloženie síl a efektívnejšie fungovanie.
Zdroj: AI, Vosveteit.sk
Srdce funguje na podobnom princípe ako golfová loptička
V prípade srdca to znamená, že trabekuly pomáhajú rozvádzať mechanické napätie počas každého sťahu. Srdce tak pracuje efektívnejšie a stabilnejšie. Vedci zároveň zistili, že tento „drsný“ povrch zlepšuje aj samotné prúdenie krvi. Funguje to podobne ako pri golfovej loptičke, jej jamky znižujú odpor a umožňujú plynulejší pohyb.
„Naše zistenia odpovedali veľmi staré otázky o ľudskej biológii,“ vysvetlil Ewan Birney: „Vďaka umelej inteligencii a veľkým datasetom meníme chápanie fyziológie v rozsahu, aký tu ešte nebol.“
Práve technológia zohrala v prípade tohto výskumu kľúčovú úlohu. Vedci analyzovali približne 25-tisíc MRI snímok sŕdc a spojili ich s genetickými dátami. Ide o objem informácií, ktoré by človek spracovával celé desaťročia. Algoritmy hlbokého učenia však dokázali v miliónoch pixelov nájsť vzorce, ktoré ľudské oko prakticky nevidí.
Populárna spravodajská aplikácia pre iOS a Android dostala veľkú aktualizáciu. Pribudlo množstvo nových funkcií, ktoré musíš vyskúšať
Umelá inteligencia tu nefungovala ako náhrada lekára, no skôr pripomínala mikroskop 21. storočia, ktorý odhalil súvislosti v obrovských dátach. Vďaka tomu vedci identifikovali aj šesť oblastí DNA, ktoré ovplyvňujú tvar týchto svalových štruktúr. Zaujímavé je, že niektoré z nich súvisia aj s vývojom nervových buniek v mozgu.
Trabekuly podľa zistení autorov vplývajú aj na zdravie človeka. Vedci porovnali genetické údaje približne 50-tisíc ľudí a zistili, že rôzne tvary týchto štruktúr súvisia s rôznym rizikom srdcového zlyhania.
„To, ako vyzerá vnútro tvojho srdca, môže ovplyvniť jeho výkon,“ konštatujú autori výskumu.
Trabekuly sa menia napríklad aj u vrcholových športovcov
Zistenia výskumu majú dopad aj na športovcov. U vrcholových atlétov sa srdce prirodzene zväčšuje a trabekuly bývajú výraznejšie. Lekári mali doteraz problém rozlíšiť, či ide o zdravú adaptáciu na záťaž alebo začínajúcu chorobu, napríklad nekompaktnú kardiomyopatiu.
Nové poznatky a využitie umelej inteligencie teraz pomôžu presnejšie určiť rozdiel. Členitý povrch srdca tak už nemusí automaticky znamenať problém, v niektorých prípadoch ide o znak výkonnosti, v iných o varovanie.
„Naša práca výrazne posunula chápanie významu týchto svalových štruktúr,“ uviedla Hannah Meyer: „Zároveň ukázala, že až kombinácia genetiky, klinického výskumu a bioinžinierstva viedla k objavu ich úlohy v dospelom srdci.“
Nový výskum ukazuje, že aj drobné detaily v štruktúre srdca môžu zohrávať veľkú úlohu. Vedci ich teraz postupne odhaľujú a skladajú z nich komplexnejší obraz fungovania jedného z najdôležitejších orgánov v tele.
Páčil sa vám článok? Sledujte nás na Facebooku