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Posté par Isabelle le Dimanche 13/05/2018 à 12:00
Le tissu cardiaque: une merveille de force mécanique et de fiabilité électrique
Cette coexistence s’explique par le motif géométrique des fibres musculaires cardiaques


IMAGE: On voit ici, en couleurs vives, l’orientation hélicoïdale des fibres d’une paroi ventriculaire dans le tissu cardiaque d’un rat examiné au moyen de l’imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit...) de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un...) par résonance magnétique. SOURCE: Groupe d’analyse des formes, Université McGill

Le cœur humain, appareil à la fois mécanique et électrique, se contracte et propulse le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des...) dans l’organisme des milliards de fois au cours d’une vie (La vie est le nom donné :). Comment peut-il accomplir pareil exploit sans tomber dans de dangereuses irrégularités? Selon une étude récente menée par des scientifiques de l’Université McGill, il y arrive grâce à la géométrie particulière des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) musculaires de sa paroi.

Rappelons que dans une étude collaborative réalisée en 2012 et dirigée par Kaleem Siddiqi, professeur à l’Université McGill, on avait montré que la courbure (Intuitivement, courbe s'oppose à droit : la courbure d'un objet géométrique est une mesure quantitative du caractère « plus ou moins courbé » de cet objet. Par...) et torsion (La torsion est la déformation subie par un corps soumis à l'action de deux couples opposés agissant dans des plans parallèles.) particulière des faisceaux de cellules musculaires cardiaques crée une forme géométrique appelée « hélicoïde général », forme qui procure une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) mécanique aux matériels biologiques, par exemple la carapace (La carapace est une section dorsale d'exosquelette.) externe des insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les insectes et leur environnement (association...).

Dans un article publié le 8 mai dernier dans la revue Scientific Reports, le Pr Siddiqi et ses étudiants de l’École d’informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine d'activité scientifique, technique et industriel en rapport...) et du Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) sur les machines intelligentes de l’Université McGill démontrent, au moyen de modèles et d’analyses mathématiques, que cette disposition des fibres favorise également la fiabilité de la conduction électrique dans le tissu cardiaque. L’auteur principal de cet article, Tristan Aumentado-Armstrong, étudiait au premier cycle à McGill lors de la réalisation de l’étude. « Le tissu cardiaque est unique en son genre, parce qu’il doit présenter une résilience mécanique, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en étant capable de se contracter et de propager un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les...) électrique », explique le Pr Siddiqi. « Notre analyse révèle que la nature a fait appel à la géométrie hélicoïdale pour satisfaire les exigences tant électriques que mécaniques du cœur. »

L’étude « Conduction in the Heart Wall: Helicoidal Fibers Minimize Diffusion Bias », par Tristan Aumentado-Armstrong et coll., a été publiée en ligne dans la revue Scientific Reports le 8 mai 2018. DOI: 10.1038/s41598-018-25334-7
https://www.nature.com/articles/s41598-018-25334-7.pdf

Contact chercheur:
- Peter Savadjiev - Université McGill

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Source: Université McGill