Structure anatomique modulaire de tête humaine décrite pour la première fois

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Un nouvel outil d'analyse mathématique développé par des chercheurs du Groupe de Biologie Théorique à l'Institut Cavanilles de la biodiversité et de biologie évolutive de l'Université de Valence a permis une meilleure compréhension de l'anatomie de la tête humaine grâce à décrire le crâne comme un réseau étendu structuré dix modules. Les résultats de cette étude dirigée par le chercheur Diego Rasskin Gutman ont été publiés dans le dernier numéro de la revue Scientific Reports, publié par Nature.

Structure anatomique modulaire de tête humaine décrite pour la première fois

Les scientifiques de l'Université de Valence ont développé une méthodologie de recherche intitulé Analyse du réseau anatomique (Anna), basée sur des outils mathématiques d'analyse de réseau pour l'étude de l'anatomie.

Crédit: Image courtoisie de Asociación RUVID

Les scientifiques de l'Université de Valence ont développé une méthodologie de recherche intitulé Analyse du réseau anatomique (Anna), basée sur des outils mathématiques d'analyse de réseau pour l'étude de l'anatomie. Plus précisément, cette méthode a été développée au cours des six dernières années, à la suite des conclusions de la thèse de doctorat de Borja Altava Esteve, sous la supervision de Rasskin. Merci pour le haut degré d'abstraction d'Anna, les chercheurs ont été en mesure de mener plusieurs études à la fois du squelette humain et du reste de vertébrés terrestres, en particulier en ce qui concerne le développement et l'évolution du crâne.

INTÉGRATION DES MUSCLES et les cartilages

A cette occasion, pour la première fois, le groupe de biologie théorique ajouté les muscles de la tête et des cartilages à l'étude des os du crâne (y compris les os de l'oreille interne, la mâchoire et les os qui se connectent avec les muscles de la tête, comme vertèbres cervicales et clavicules).

De cette façon, "nous avons constaté que lorsque l'on analyse la tête comme un système complexe défini par 181 nœuds - y compris les os, les muscles et le cartilage, et en excluant muscles superficiels - et 412 contacts physiques - sutures et les articulations cartilagineuses -, le système peut être divisée en dix modules bien définis », explique Diego Rasskin.

La Faculté de médecine de l'Université Howard à Washington DC (Etats-Unis) et l'Université de la Saskatchewan (Canada) ont également collaboré à l'étude en fournissant des données musculaires. Jusqu'à la publication de cet article, les demandes d'Anna concentrent exclusivement sur les os. Comme l'explique Rasskin, chaque skull "a généré un modèle de réseau dans lequel chaque os a été représenté comme le noeud de réseau et chaque articulation physique (contact), comme une connexion. Ainsi, chaque crâne a été modélisée comme une matrice 0-1 à chaque connexion étant un 1. Cette matrice a servi à analyser les attributs de réseau, ce qui pourrait à son tour être comparés à d'autres propriétés du réseau génériques ".

DÉVELOPPEMENT SEMI-INDÉPENDANCE

L'une des conclusions importantes de cette recherche est que les dépendances fonctionnelles et de développement de la tête dans leur ensemble ne peuvent pas être séparés, mais sont couplés dans ces dix modules décrits par des scientifiques de l'Université de Valence. "Cette structure modulaire permet d'évoluer chaque module semi-autonome, ce est à dire, les changements dans l'un d'eux a un effet minime sur les autres», dit Rasskin.

En utilisant AnNa, qui permet l'analyse des os et des muscles en même temps, de nouvelles dépendances fonctionnelles crâniens ont été découverts, parce que les muscles - associés à des mouvements - lien os distincts. Par exemple, comme souligne le chercheur, le / module de l'oreille inférieure de la mâchoire intérieure montre dépendances entre les os associés aux muscles masticatoires et qui ne serait pas contraire associer à la mâchoire (pariétal, temporal et occipital) os de l'oreille interne ainsi que.

En outre, les modules musculaires "show gauche / indépendance droit de muscles oro-faciales (de la bouche et du visage) des muscles de la face supérieure. Cela permet une plus grande flexibilité dans l'expression du visage car nous sommes en mesure de déplacer les muscles du visage de chaque côté séparément," explique t-il.