U nauci, nalazi dobijeni proučavanjem malih životinja često se generalizuju i primenjuju na ljude, koji su za redove veličine veći. Novo istraživanje, koje je predvodila Shirlei Rian AbilitiLab i objavljeno u Journal of Phisiologi, ne samo da je prvo koje direktno meri kontraktilna svojstva ljudskih mišića; takođe je prvi koji pokazuje da ekstrapolacija takvih informacija na ljude na osnovu merenja na životinjama generiše netačna predviđanja.
Otkriće se u početku dogodilo kada su istraživači iskoristili jedinstvenu hiruršku tehniku u kojoj je gracilisni mišić (veliki bedreni mišić) ljudskog pacijenta presađen u ruku da bi se obnovila fleksija lakta nakon povrede brahijalnog pleksusa. U tom procesu, bili su u mogućnosti da izmere svojstva mišića i direktno testiraju arhitektonska predviđanja i predviđanja skaliranja – retka prilika jer je uzimanje takvih merenja prilično invazivno i mora da se desi tokom obimne operacije koja se izvodi iz drugih razloga. Otkrili su da gracilisni mišić zapravo funkcioniše kao da ima relativno kratka vlakna koja deluju paralelno – a ne sa dugim vlaknima, kao što se ranije mislilo na osnovu tradicionalnih životinjskih anatomskih modela. Naučnici su zatim ponovili rezultate tokom studija.
Konkretno, ustanovili su da je napetost specifična za ljudska mišićna vlakna 24% manja od zlatnog standarda koji se tradicionalno koristi, kako je utvrđeno kod malih sisara. Pored toga, utvrdili su da je prosečna optimalna dužina vlakana gracilisa oko polovine onoga što se smatralo slučajem na osnovu detaljnih anatomskih studija mišića sa leševa.
„Postoji razlog zašto naučnici proučavaju životinje“, rekao je dr Richard L. Lieber, viši autor i glavni naučni službenik u Shirlei Rian AbilitiLab. „Direktna merenja kontraktilnih svojstava ljudskih mišića se ne dešavaju jer zahtevaju da se mišići iseče iz tela. Kao rezultat toga, naučnici moraju da proučavaju mišiće životinja, a zatim da predviđaju kako se oni odnose na ljude skaliranjem brojeva prema veličini.“
Ova studija po prvi put pokazuje da takva ekstrapolacija jednostavno nije tačna. Gracilis služi kao dobar test slučaj zbog svojih jednostavnih svojstava. Pošto njegova merenja nisu tačno predviđena, verovatno su merenja za sve mišićne sisteme netačna, prema istraživačima.
„Kada se ekstrapolira sa miševa na ljude, neki zakoni skaliranja funkcionišu odlično, kao što je merenje minutnog volumena srca i krvnog pritiska“, rekao je dr Liber, koji je takođe profesor na Univerzitetu Northvestern i viši naučnik u bolnici Edvard Hajns mlađi VA. . „Međutim, kroz ovu studiju smo pokazali da isti principi skaliranja ne važe za mišiće, i da su u stvari veoma nelinearni. Da se krećemo napred, ne bi trebalo da sprovodimo studiju mišića miša i da onda jednostavno množimo veličinom tela da bismo predvideli ljudska svojstva“.
Ovi nalazi imaju značajne implikacije u različitim disciplinama, uključujući hirurgiju, računarsko modeliranje mišićno-skeletnog sistema, performanse mišića i rehabilitaciju. Na primer, predviđanje kako će se mišić ponašati nakon hirurške procedure je kritično. Mnoge procedure (npr. produženje tetiva, prenos tetiva, hirurško oslobađanje) menjaju dužinu i snagu mišića. Međutim, trenutno samo mišićno-skeletni modeli — koji se zasnivaju na indirektnim metodama merenja i ekstrapoliraju podatke o životinjama na ljudske veličine — mogu se koristiti za predviđanje hirurških ishoda.
Dr Libera, na primer, ne odvraćaju nalazi studije.
„Otkrivanje da su naša anatomska predviđanja za ljudske mišiće pogrešna je velika vest za ljudsku nauku“, rekao je on. „Ključno je da mi, kao naučnici, neprestano testiramo svoje pretpostavke. Sada nas ovo znanje postavlja na put da bolje razumemo performanse, adaptaciju i rehabilitacioni potencijal mišića.“
