人类不仅仅是大老鼠:研究发现了科学上的肌肉伸缩问题

在科学中，研究小动物的发现往往被推广并应用于人类，而人类的数量级要大得多。由Shirley Ryan AbilityLab领导的这项新研究发表在《美国医学杂志》上生理学杂志，不仅是第一个直接测量人体肌肉收缩特性;这也是第一次表明，根据动物测量结果推断人类的信息会产生不正确的预测。

这一发现最初是在研究人员利用一种独特的手术技术时出现的人类在臂丛神经损伤后，将患者股薄肌(一大块大腿肌肉)移植到手臂以恢复肘关节屈曲。在这个过程中，他们能够测量肌肉的特性，并直接测试结构和缩放预测-这是一个难得的机会，因为进行这样的测量是相当有侵入性的，并且必须在由于其他原因正在进行的大规模手术中进行。他们发现，股薄肌实际上是由相对较短的纤维平行作用，而不是像以前基于传统动物解剖模型所认为的那样，由较长的纤维平行作用。然后，科学家们在整个研究过程中重复了这一结果。

具体来说，他们建立了人类肌肉从小型哺乳动物中测定，纤维特定张力比传统上使用的金标准小24%。此外，他们确定股薄肌的平均最佳纤维长度大约是基于对尸体肌肉的详细解剖研究所理解的情况的一半。

“科学家研究动物是有原因的，”Richard L. Lieber博士说，他是Shirley Ryan AbilityLab的资深作者和首席科学官。“人类肌肉收缩特性的直接测量不会发生，因为它们需要从身体上切下肌肉。因此，科学家必须研究动物肌肉，然后通过根据大小缩放数字来预测它们与人类的关系。”

这项研究第一次表明，这样的推断是不准确的。由于其简单的特性，gracilis可以作为一个很好的测试用例。根据研究人员的说法，因为它的测量结果没有被准确预测，所以所有肌肉系统的测量结果可能都是不正确的。

“当从老鼠推断到人类时，一些比例定律非常有效，比如在测量时心输出量而且血压利伯博士说。他还是西北大学(Northwestern University)的教授，以及退伍军人医院(Edward Hines Jr. VA Hospital)的高级研究科学家。“然而，通过这项研究，我们已经证明了同样的缩放原则并不适用于肌肉，实际上是高度非线性的。展望未来，我们不应该进行老鼠肌肉研究，然后简单地乘以身体大小来预测人类的特性。”

这些发现对包括外科手术、计算肌肉骨骼建模、肌肉性能和康复在内的学科都有重大影响。例如，预测肌肉在运动后的表现外科手术是至关重要的。许多手术(如肌腱延长，肌腱转移，手术释放)改变肌肉长度和力量。然而，目前只有肌肉骨骼模型——基于间接测量方法，并将动物数据外推到人类尺寸——可以用来预测手术结果。

就拿利伯博士来说，他并没有被研究结果吓倒。

他说:“发现我们对人类肌肉的解剖预测是错误的，这对人类科学来说是个大新闻。”“作为科学家，我们必须不断测试我们的假设。现在，这些知识让我们走上了更好地理解表现，适应和康复潜力的道路肌肉．"