16世紀，達文西在他的人體解剖畫中，首次描繪了心臟里一種像是「橋樑」的結構。達文西猜測，這種後來被稱作「心肌小梁」（myocardial trabeculae）的肌肉纖維組織，起到了給流經的血液加溫的作用。然而關於這種結構的實際功能，五百年來卻一直是個謎團。
今日，頂尖學術期刊《自然》在線發表了一篇由冷泉港實驗室與倫敦帝國理工學院的科學家聯合主導的最新研究，回答了這個問題。這一發現對於理解心臟疾病，也有著重要的意義。
心臟是人類最早成型的器官。在受孕的短短四周後，胚胎的心臟就會開始自發跳動。而在發育的早期，心臟里會出現心肌小梁，並在心臟內層形成複雜的結構。人們猜測在發育的心臟里，這種結構能保證心臟里的氧氣充足。但在成人心臟中，這種結構有何作用，卻還一直不得而知。
在研究中，科學家們綜合使用了人工智慧技術、心臟形態學數據、以及遺傳學的數據。基於生物機械的模擬，以及人類志願者的觀察，研究人員指出心肌小梁對心臟功能有著重要的作用。具體來看，這些結構可以在心臟的每一次搏動中，讓血液的流動變得更為高效。這就好像高爾夫球表面充滿了小凹陷，卻能減少空氣阻力，讓球飛得更遠。
研究人員們也分析了英國生物銀行（UK Biobank）里超過1.8萬人的數據，並基於小梁的形態學做了全基因組關聯分析（GWAS）。研究找到了16個基因位點，與血流動力學特徵以及細胞骨架形成的調控有關。有趣的是，其中一些位點看似也和神經細胞的分支有關。這表明心臟與大腦里類似的樹枝狀結構，可能有著類似的發育機理。
鑒於心肌小梁對於心臟功能的影響，研究人員們也指出，它可能與心血管疾病有關。為了確認這一點，他們分析了五萬名患者的遺傳學數據，並發現這些肌纖維結構的不同形態，的確可以影響到心力衰竭的風險。
「500年前，達文西描繪了心臟里這種錯綜複雜的肌肉結構。但直到現在，我們才開始理解它對人類健康有多重要。本工作為心力衰竭的研究提供了一個令人激動的新方向。」本研究通訊作者之一Declan O’Regan教授說道。
