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人类心脏研究的历史
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500年里一直是个谜，因此这个问题也曾被称为解剖学的“戈耳狄俄斯之结”，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300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。
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。Francisco Torrent-Guasp在学生时代就对哈维学说中的一些问题感到怀疑。比如他不太相信心臟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。
心脏的形状和运动方式
他发现，心脏整个就像一条筋道的宽面一样，是一个由肌肉构成的橡皮带;更有趣的是，这根筋道的肌肉条是以螺旋状的形态组织成心脏的。后来这条肌肉带就被称为心肌带。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。
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。
Torrent-Guasp认为，人类心脏的形态意味着心脏的跳动是从心底，也就是心脏最上部开始的，心肌的收缩沿着心肌带传播，最后让心脏的各个部位依次皱缩起来。
他的理论和以哈维为代表的经典理论有很多不同。在过去的理论中，心脏的运动是从心尖传到心底的。但是新的成像证据显示，心脏的运动确实始于心底。符合Torrent-Guasp的观点。
后来其他研究者发现，心脏跳动的初始电信号始于一种特殊的细胞——窦房结，这些细胞位于心底的右心房，这个信号在心肌带上一步步扩散，使其收缩。这些证据再次为Torrent-Guasp提供了支持。Torrent-Guasp的另一个新发现是，心脏的螺旋结构使得心脏跳动时会像悠悠球一样左右旋转，而心脏的这种扭旋让它像绞毛巾一样主动泵入和泵出血液，而不是像哈维理论描述的那样像气球胀缩一样被动吸入血液。
实际上，早在16世纪，达·芬奇就曾描述过心脏跳动时的旋转。不过。Torrent-Guasp是首个把心脏的螺旋结构和它的旋转联系到一起的人。这些新发现意味着，当心脏不够强大的时候，心脏的螺旋结构开始变形，扭旋的程度减小，泵入和泵出血液的效率也会下降。
比如在2019年，英属哥伦比亚大学的心脏学家Robert Shave和同事发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究发现。人类心脏的扭转程度比人类的近亲黑猩猩的大得多，是黑猩猩的约2倍;人类如果运动量少了，躺平活得轻松，心脏的各方面机能，比如扭转程度就会减小，向黑猩猩的心脏转变，心脏本身也会由小v脸转变为又大又圆。
因为心肌带的发现，1978年Torrent-Guasp被西班牙索菲亚王后和西班牙教育部提名诺贝尔医学奖，心肌带及其机制也被写入了解剖图谱经典《Anatomy，a Regional Atlas of the HumanBody》第五版、《Clinically Oriented Anatomy》第五版等众多医学教材中。
那么，为什么心脏会是这种螺旋结构呢？Torrent-Guasp的假说是。人类心脏的原始形态是10亿年前的一条虫。这条虫没有现在的心室和心房，只能通过蠕动的方式使体液在全身流动。
在4亿年前，演化成鱼的“小虫”终于有了一颗1.0版本的心脏，这颗古老的心脏有一个泵血的心室。在2亿年前，鱼类的心脏得到了系统升级，演化为爬行动物的心脏，这个加强版的心脏出现了心室和心房。再后来才出现哺乳动物那种绞得更加复杂的心脏。
Torrent-Guasp指出，在人类胚胎的发育过程中就可以观察到这种从虫体到鱼心脏、到爬行动物心脏、再到哺乳动物心脏的演变。比如在胚胎20天大的时候，人类心脏看起来就像一条虫，30天大的时候心脏看起来像鱼心，40天大的时候像爬行动物的心脏。在50天大的时候才成为你左胸口里那颗红心的样子。也就是说，在胚胎头50天的发育中，人类心脏还原了它的演化史。
Torrent-Guasp认为，人类心脏依旧保留着小虫时代的动态，还延续着类似虫体一浪一浪的运动模式。因此才展现出沿着心肌带的收缩和舒张方式。当然了，这个假说还需要更多的证据支持。
（本文经授权转载自“把科学带回家”公众号，有删节）