來自約克大學(xué)、伯明翰、牛津以及京都大學(xué)的研究人員已經(jīng)建立了一個數(shù)學(xué)方程，這個方程是基于精子頭尾的節(jié)律性運動規(guī)律得來，可以顯著降低明白和預(yù)測精子如何穿越重重困難到達(dá)卵細(xì)胞并使之受精的復(fù)雜性。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)精子尾部可以通過一個特殊的節(jié)奏推著精子前進(jìn)，但同時也會以一種協(xié)調(diào)的方式使頭部往后或者往旁邊運動。

　　成功受精依賴于精子如何穿過體液，但是要抓住這個過程的細(xì)節(jié)卻是相當(dāng)困難的。

　　研究團(tuán)隊希望使用這些新發(fā)現(xiàn)研究大量的精子如何運動并相互作用，這個任務(wù)是現(xiàn)有的觀察技術(shù)無法完成的。這項工作還可能為治療男性不育帶來新觀點。

　　來自約克大學(xué)數(shù)學(xué)系的Hermes Gadellha博士說道：“為了在微觀尺度觀察精子如何克服阻力前進(jìn)，我們使用了現(xiàn)在**端的高精度成像技術(shù)。”精子尾部運動的檢測數(shù)據(jù)被引入到計算機(jī)模型中，這可以幫助明白這種運動導(dǎo)致的液體流動模式。

　　“我們需要大量的模型去鑒定精子周圍的流體，但是由于流體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此我們很難明白和使用這些數(shù)據(jù)。我們的樣品中約有5500萬個精子，因此可想而知要同時模擬它們的運動方式是多么的困難。”

　　通過分析精子頭尾部運動模式，研究人員表明精子以一種協(xié)調(diào)的節(jié)奏移動液體，這個過程可以通過相對簡單的數(shù)學(xué)方程進(jìn)行計算。這意味著不再需要復(fù)雜而昂貴的計算機(jī)模擬就可以明白精子游動時液體如何運動。

　　研究人員表明精子能夠進(jìn)行多種協(xié)調(diào)的動作，例如為了向前加速突破并進(jìn)入卵細(xì)胞而后退等。

　　Gadelha博士說道：“當(dāng)科學(xué)家說精子到達(dá)卵細(xì)胞是一件多么奇跡的事情時，確實如此，但是人體有一個非常先進(jìn)的系統(tǒng)，可以確保正確的細(xì)胞在一起。你會假設(shè)精子軀干的運動對周圍流體的影響是隨機(jī)的，但是這會使得精子更難駕馭這些流體。但是事實上你會發(fā)現(xiàn)精子周圍的流體會形成一種有序的模式。這表明為了前進(jìn)，精子會以一種很協(xié)調(diào)的模式攪動周圍的流體。因此盡管流體使得精子難以做出前進(jìn)的動作，但是它確實可以配合它的節(jié)律性動作確保僅僅只有一些精子可以向前運動。”

　　現(xiàn)在該研究團(tuán)隊有了一個可以預(yù)測精子周圍流體運動的數(shù)學(xué)方程，下一步就是使用這個模型預(yù)測更大的細(xì)胞。他們還認(rèn)為這將對治療不孕不育的新方法產(chǎn)生影響。