Le tissu cardiaque: une merveille de force mécanique et de fiabilité électrique
Publié par Isabelle le 13/05/2018 à 12:00
Source: Université McGill
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 à la main, soit par impression...) de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une...) par résonance (Lorsqu'on abandonne un système stable préalablement écarté de sa position d'équilibre, il y retourne, généralement à travers des oscillations propres. Celles-ci se produisent à la fréquence propre...) magnétique. SOURCE: Groupe d'analyse des formes, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) McGill

Le cœur humain, appareil à la fois mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de...) 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 animaux. Un humain adulte est doté d’environ...) 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 (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le XVIIIe siècle, les figures...) 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...) 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 « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles...) 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...).

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 avec le traitement automatique de l'information par des...) 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 métonymique, la recherche...) sur les machines intelligentes de l'Université McGill démontrent, au moyen de modèles et d'analyses mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels que les nombres, les figures, les structures et les transformations. Les mathématiques...), que cette disposition des fibres favorise également la fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.) 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 signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par...) 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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