Diane Kelly: Ce nu ştiam despre anatomia penisului

Nu ştim totul despre anatomie. Ştim multe despre genomică, proteomică şi biologie celulară, dar Diane Kelly subliniază clar la TEDMED că există lucruri fundamentale despre corpul uman pe care încă le mai învăţăm. În cazul de faţă: cum funcţionează erecţia la mamifere?

Când merg la petreceri,

oamenilor nu le ia mult timp

să afle că

sunt om de ştiinţă şi studiez sexul.

Atunci încep întrebările.

Ele au de obicei un format specific.

Se începe cu fraza:

„Un prieten mi-a spus,"

şi se termină cu:

„E adevărat?"

De cele mai multe ori,

sunt fericită să le pot da un răspuns,

dar câteodată sunt nevoită să spun:

„Îmi pare foarte rău,

dar nu ştiu

pentru că nu sunt acel tip de doctor."

Adică, nu sunt clinician,

mă ocup cu biologia comparată şi studiez anatomia.

Studiez diferitele specii de animale

şi încerc să înţeleg cum le funcţionează ţesuturile şi organele

când totul merge cum trebuie,

decât să îmi dau seama

cum să repar lucrurile când nu funcționează,

precum mulţi dintre voi.

Caut asemănări şi deosebiri

între soluţiile pe care ele le-au găsit

ca să rezolve problemele biologice fundamentale.

Sunt aici ca să argumentez

că asta nu e deloc

o activitate esoterică în turnul de fildeş,

pe care o întâlnim în universităţi,

ci un studiu larg

printre specii, tipuri de ţesuturi şi sisteme de organe,

care poate oferi informații

cu implicaţii directe în sănătatea umană.

Asta e valabil pentru ambele mele proiecte curente,

despre diferenţele în creier dintre sexe,

şi pentru proiectul meu mai vechi

despre anatomia şi funcţia penisurilor.

Acum ştiţi de ce sunt atracţia petrecerilor.

(Râsete)

Azi am să vă dau un exemplu

din studiul meu despre penis

să vă demonstrez în ce fel cunoştinţele

derivate din studiile unui sistem de organe

au avut implicații asupra altui sistem.

Sunt sigură că toată lumea de aici ştie deja -

a trebuit să explic asta copilului meu de 9 ani, săptămâna trecută -

penisurile sunt structuri care transferă sperma

de la un individ la altul.

Iar diapozitivul din spate

abia dacă arată succint

cât de diferite sunt la animale,

Există o varietate anatomică enormă.

Se găsesc tubuli musculari, picioruşe modificate, aripioare modificate,

precum şi cilindrii cărnoşi expansibili ai mamiferelor

cu care suntem obişnuiţi -

sau măcar jumătate dintre voi sunteți.

(Râsete)

Cred că vedem această enormă varietate

pentru că e o soluţie eficientă

pentru o problemă biologică de bază

şi anume aducerea spermei într-o poziţie

în care să întâlnească ovulele şi să formeze zigoţi.

Penisul nu e neapărat necesar pentru fertilizarea internă,

dar când fertilizarea internă evoluează,

adesea apar şi penisurile.

Când vorbesc despre asta, sunt adesea întrebată:

„Ce anume te-a făcut să studiezi acest subiect?"

Răspunsul e: scheletele.

N-aţi crede că scheletele şi penisurile

au foarte multe în comun

fiindcă tindem să ne gândim la schelete

ca fiind sisteme rigide

care produc viteză sau putere.

Primele mele explorări în cercetarea biologică,

când mă ocupam de paleontologia dinozaurilor înainte de absolvire,

se aflau chiar în această arie.

Apoi m-am specializat în studierea biomecanicii,

fiindcă doream să găsesc un proiect de dizertaţie

care să lărgească cunoştinţele despre funcţia scheletului.

Am încercat o serie de lucruri diferite.

Multe n-au dat rezultate.

Dar, într-o zi, am început să mă gândesc

la penisurile mamiferelor.

Şi sunt niște structuri cam ciudate.

Înainte de a fi folosite pentru fertilizarea internă,

trebuie să îşi modifice complet

comportamentul mecanic.

În majoritatea timpului, penisul e un organ flexibil.

E uşor de îndoit.

Dar înainte de a fi folosit

în timpul copulaţiei

trebuie să devină rigid,

să se opună îndoirii.

Şi mai mult, trebuie să funcţioneze.

Un sistem reproducător care nu funcţionează

dă un individ care nu are urmaşi,

şi acel individ e expulzat din bazinul genetic.

M-am gândit că aici e o problemă

care necesită un sistem scheletic -

nu ca acesta,

ci ca acesta -

fiindcă, funcțional vorbind,

un schelet e orice sistem

care susţine ţesuturi şi transmite forţe.

Știam deja că animale ca această râmă,

majoritatea animalelor,

nu îşi susţin ţesuturile

aşezându-le în jurul oaselor.

Ele seamănă mai degrabă cu baloane de apă armate.

Folosesc ceea ce numim un schelet hidrostatic.

Un schelet hidrostatic

foloseşte două elemente.

Suportul scheletic apare din interacţiunea

dintre fluidul sub presiune

şi peretele de ţesut înconjurător

care e tensionat şi consolidat cu proteine fibroase.

Interacţiunea e crucială.

Cu elementele separate nu ai suport.

Dacă ai fluid

fără pereţi înconjurători

care să menţină presiunea,

obții o baltă.

Dacă ai doar pereţi

fără fluid în interior care să-i tensioneze,

obții o cârpă umedă.

Când te uiţi la o secţiune transversală a penisului,

vezi multe caracteristici

ale unui schelet hidrostatic.

Are un spaţiu central

un ţesut erectil spongios

care se umple cu fluid - sânge în cazul acesta -

înconjurat de un perete tisular

bogat într-o proteină structurală numită colagen.

Dar la momentul începerii acestui proiect,

cea mai bună explicaţie pe care am găsit-o pentru erecţia peniană

era că pereţii înconjurau aceste ţesuturi spongioase,

țesutul spongios se umplea cu sânge,

presiunea creşte şi iată! Devine erect.

Asta explica dilatarea -

avea sens: ai mai mult fluid, țesutul se dilată -

dar nu explica erecţia în sine.

Fiindcă nu era niciun mecanism care să explice

de ce această structură e greu de îndoit.

Şi nimeni nu s-a uitat cu atenţie la peretele tisular.

Aşa că m-am gândit: peretele tisular e important pentru schelet,

trebuie să fie parte a explicaţiei.

Acesta a fost momentul când

coordonatorul meu mi-a spus:

„Stai aşa! Ia-o încet."

După şase luni în care am vorbit despre asta

cred că şi-a dat seama că

vorbeam serios despre treaba cu penisul.

(Râsete)

Mi-a spus să iau loc şi m-a prevenit:

„Bagă de seamă când mergi pe drumul ăsta.

Nu sunt sigur că acest proiect o să meargă strună."

Îi era teamă că mă îndrept spre o capcană.

Abordam o întrebare socialmente stânjenitoare

cu un răspuns despre care el credea că

nu ar fi interesant în mod special.

Şi asta pentru că

orice schelet hidrostatic

pe care îl găsisem în natură până atunci

avea aceleaşi elemente de bază:

un fluid central,

avea pereţi înconjurători,

iar fibrele de întărire din pereţi

erau aşezate elicoidal

de-a lungul axului longitudinal al scheletului.

Imaginea din spatele meu

arată o bucată de ţesut

din aceste schelete elicoidale,

tăiat astfel încât să se observe suprafaţa peretelui.

Săgeţile indică axa longitudinală.

Vedeţi două straturi de fibre,

unul albastru şi unul galben,

aşezate în unghiuri pe dreapta şi pe stânga.

Dacă nu v-aţi uita doar la o mică secţiune de fibre,

aţi vedea că ele sunt elicoidale

de-a lungul axei longitudinale a scheletului -

asemenea capcanei chinezeşti,

în care îţi bagi degetele şi ţi se înţepenesc acolo.

Aceste schelete au nişte comportamente speciale,

pe care vi le voi demonstra într-un film.

E un model de schelet

pe care l-am făcut dintr-o bucată de pânză

pe care am înfăşurat-o în jurul unui balon umflat.

Pânza este tăiată în unghi.

Observaţi, fibrele se înfăşoară elicoidal,

și se reorientează pe măsură ce scheletul se mişcă,

asta înseamnă că scheletul e flexibil.

Se lungeşte, se scurtează şi se îndoaie foarte uşor

ca răspuns la forţele interne sau externe.

Teama coordonatorului meu

era că pereţii tisulari penieni

sunt la fel ca oricare alt schelet hidrostatic.

Ce contribuţie aduci atunci?

Ce aduci nou

cunoştinţelor noastre de biologie?

Şi m-am gândit: „Mda, chiar are dreptate aici."

Aşa că m-am gândit mult şi bine la asta.

Mă tot preocupa ceva:

când funcţionează,

penisurile nu se clatină.

(Râsete)

Aşa că trebuia să fie ceva interesant la mijloc.

Am continuat să strâng ţesuturi de pereţi,

le-am pregătit ca şi în erecţie,

le-am tăiat, pus pe lamelă

și le-am analizat la microscop,

aşteptându-mă să văd diferite arcuri elicoidale de colagen.

În schimb, am văzut asta.

Există un strat extern şi unul intern.

Săgeata arată axa longitudinală a scheletului.

Am fost surprinsă.

Toţi cărora le-am arătat

au fost realmente surprinşi de asta.

De ce erau toţi surprinşi?

Pentru că, teoretic, ştiam că

exista şi un alt mod

de dispunere a fibrelor într-un schelet hidrostatic,

cel cu fibrele aşezate în unghi de zero grade

şi de 90 de grade faţă de axa longitudinală.

Dar nimeni nu mai văzuse asta în natură.

Iar acum chiar priveam aşa ceva.

Acele fibre aranjate în acel mod special

dau scheletului un comportament complet diferit.

Am să vă arăt un model

făcut din exact aceleași materiale:

aceleaşi fibre de bumbac,

acelaşi balon, aceeaşi presiune internă.

Singura diferenţă

e că fibrele sunt aranjate diferit.

Observaţi că, spre deosebire de modelul elicoidal,

acest model rezistă la extensie şi la contracţie

şi rezistă şi la îndoire.

Asta ne spune că

pereţii tisulari fac mult mai mult

decât să acopere ţesuturile vasculare.

Sunt o parte integrantă a scheletului penian.

Dacă nu exista peretele din jurul ţesutului erectil,

dacă nu era întărit în acest mod,

i s-ar schimba forma,

penisul dilatat ar ceda la îndoire,

iar erecţia pur şi simplu nu ar funcţiona.

E o observaţie cu aplicaţii medicale evidente

atât pentru oameni,

dar relevante şi într-un sens mai larg, cred,

pentru conceperea protezelor, a roboţilor flexibili,

practic pentru orice

unde modificările de formă şi rigiditate sunt importante.

Ca să sintetizez:

acum 20 de ani,

un coordonator de la facultate,

când am afirmat:

„Mă cam interesează anatomia",

mi-a spus: „Anatomia e o ştiinţă moartă!"

Nu ar fi putut să greşească mai mult.

Chiar cred că avem multe de învăţat

despre structura şi funcţiile normale ale corpurilor noastre.

Nu doar despre genetica şi biologia sa moleculară,

ci și despre țesuturi.

Avem limite de timp.

Ne focalizăm deseori pe o boală,

un model, o problemă,

dar experienţa îmi sugerează

că ar trebui să ne facem timp

să aplicăm ideile larg, intersistemic

şi să vedem unde ajungem.

Până la urmă, dacă ideile despre scheletele nevertebratelor

ne pot furniza informații

despre sistemul reproducător al mamiferelor,

ar putea exista multe legături nebănuite şi productive

care aşteaptă să fie descoperite.

Vă mulţumesc!

(Aplauze)