布里斯托爾和墨西哥的研究人員在生育科學上的突破打破了關于精子“游動”的普遍觀點。

在安東尼·范·列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)使用最早的顯微鏡之一將人類精子描述為具有“尾巴的時候，游泳時，蛇尾會像蛇中的蛇一樣運動，就像蛇在水中一樣，三百多年后，科學家們發(fā)現(xiàn)這是一種錯覺。。

布里斯托大學的Hermes Gadelha博士，墨西哥國立汽車大學的Gabriel Corkidi博士和Alberto Darszon博士采用最先進的3D顯微鏡和數(shù)學技術，率先重建了真正的機芯3D精子尾巴

使用能夠在一秒內記錄超過55,000幀的高速相機，以及帶有壓電裝置的顯微鏡載物臺，以極高的速率上下移動樣品，他們能夠以3-D方式自由掃描游動的精子。 。

這項開創(chuàng)性的研究發(fā)表在《科學進展》雜志上，揭示了精子的尾巴實際上是眨眼的，只在一側擺動。雖然這應該意味著精子的單側中風會讓它繞圈游泳，但精子已經(jīng)找到了一種適應并向前游泳的聰明方法。

布里斯托爾系博馬實驗室的負責人加德勒哈博士說：“人類的精子在游泳時會滾動，就像嬉戲的水獺在水中開瓶一樣，它們的單側st沖程會使其平均，然后向前游泳。”工程數(shù)學系教授和生育數(shù)學專家。

“用2-D顯微鏡從上方觀察時，精子快速而高度同步的旋轉會產(chǎn)生幻覺-尾巴似乎具有左右對稱運動，就像在水中的鰻魚一樣，如Leeuwenhoek在17日所描述的世紀。

蓋德爾哈博士說：“但是，我們的發(fā)現(xiàn)表明，精子已經(jīng)開發(fā)出一種游泳技術來彌補它們的不對稱性，并在這種情況下巧妙地解決了微觀尺度的數(shù)學難題：通過建立非對稱性來實現(xiàn)對稱性。”

“然而，像水獺一樣的人類精子旋轉非常復雜：精子頭在精子尾巴圍繞游泳方向旋轉的同時旋轉。這在物理學上被稱為歲差，就像地球和火星的軌道繞著歲差旋轉一樣太陽。”

目前在診所和研究中使用的計算機輔助精液分析系統(tǒng)仍使用2D視圖查看精子運動。因此，就像Leeuwenhoek的第一臺顯微鏡一樣，它們在評估精液質量時仍然容易出現(xiàn)這種對稱錯覺。這項發(fā)現(xiàn)結合了3D顯微鏡技術和數(shù)學的新穎運用，可能為解鎖人類繁殖的秘密提供新的希望。

“由于男性因素造成的不孕癥超過一半，了解人類精子尾巴是開發(fā)未來診斷工具以識別不健康精子的基礎，” Gadelha博士補充說。他的工作此前揭示了精子彎曲的生物力學以及精確的節(jié)律傾向，表征精子如何向前運動。

Corkidi博士和Darszon博士開創(chuàng)了用于精子游泳的3-D顯微鏡技術。

Corkidi博士說：“這真是令人難以置信的驚喜，我們相信我們先進的3D顯微鏡將揭示自然界中更多的秘密。有一天，這項技術將可用于臨床中心。”

“這項發(fā)現(xiàn)將徹底改變我們對精子活力及其對自然受精影響的理解。對女性生殖道內復雜的環(huán)境以及精子游動如何影響受精知之甚少。這些新工具使我們看到了精子具有的驚人能力”，達斯宗(Dr. Darszon)說。