Морфологические исследования, связанные непосредственно со вскрытием человеческих тел, усиливали в Леонардо мысль об изучении функций различных частей тела живых организмов, что относилось уже к сфере физиологии. В его рабочей тетради появляются вопросы, которыми он особенно занимался, а именно: «причины и принципы проявления дыхания, кашля, зевоты, чихания, рвоты, а также биение сердца, мочевыделение, чувственные раздражения и другие естественные телесные процессы». Решение такой физиологической проблемы побудило Леонардо к эксперименту, подобного тому, который был уже до него осуществлен в Александрин 1000 лет назад Стратосом и прежде всего Геростратом. Но так как оба исследователя, изучая физиологические процессы, проводили кастрацию животных, то в последующие столетия их, исходя из этических норм, осудили. Но все-таки мы узнали от Алуса Корнелия Кельзуса, римского энциклопедиста первого века нашей эры, который сам не был врачом, что в детальных описаниях греческих врачей александрийского периода содержатся сообщения о том, что Герострат и его коллега Герофил занимались вскрытием приговоренных к смерти преступников, которые еще едва дышали и поэтому имелась возможность «наблюдать органы относительно положения, цвета и формы в еще живом человеке». Разумеется, действия Леонардо от такого бесчеловечного поведения ранних исследователей отличались фундаментальным образом: его внимание к сущности жизни происходило от огромной любви к животным. И в этом нет ничего удивительного, потому что он не провел ни единого эксперимента над живым животным, ибо испытывал отвращение и осуждал каждый способ кастрации как грех перед самой природой. Упоминавшийся уже Джованни Ломаччо утверждал, что Леонардо якобы сопровождала тяга к смерти, возникавшая всякий раз при вынесении приговора о смертной казни для мужчин. Он стремился изучить выражения лиц и жесты в момент смертельной схватки, но интерес к этим деталям, которые, наверное, не являются легендой, Курт Айсслер объяснил как «„противострессовый механизм“, который прямо-таки давил художника, притягивая его ко всему, что он ненавидел».
Его биологические эксперименты проходили принципиально иным образом: он просто-напросто использовал законы физики и особенно механики. По словам Леонардо, механика являет собой «рай математической науки». Прежде всего Леонардо очаровала вода, которой он занимался достаточно много, пребывая в должности инженера при Людовико иль Моро. Он знакомил герцога со всеми физическими свойствами воды, проявлявшимися при проведении им эксперимента, связанного с гидростроительством. Само собой разумеется, что Леонардо, одержимый своей экспериментальной деятельностью, увидел в движениях мускулов действие принципов механики и закона движения рычага, а течение крови попытался сопоставить с правилами гидродинамики.
Центральным пунктом анатомических исследований Леонардо стало изображение отдельных частей тела, описываемых в процессе функционирования, с точки зрения исполнения механической роли, что явилось базисом для развития физиологии. У него было достаточно информации о механических принципах движения органов, и он попытался воссоздать их функции во всех деталях, дополняя свои эксперименты «имитационной моделью». Так, в рамках изучения функций глаза и восприятия им света появилась модель «caméra obscura», которую автор всегда ставил возле себя. Больше всего Леонардо привлекали экспериментальная физиология сердца, гемодинамические проблемы которого представляли для него особый интерес и при исследовании которого он использовал знания физических свойств и динамических законов воды. Леонардо осуществил попытку создания протеза клапана аорты, через который проходил ток крови, попадая в стеклянную модель. Ее он разработал после того, как создал из воска левый желудочек сердца и начальную часть аорты, чтобы иметь возможность изучать их. Таким образом, Леонардо предвосхитил развитие сердечной хирургии. Его открытия в области гастроэнтерологии сопровождались примерными описаниями аппендикса, или червеобразного отростка слепой кишки, а также мастерскими изображениями сосудистой системы и галльской системы внутри печени посредством инъекционной техники и связанного с этим удаления части печени. От внимания Леонардо не ушли даже аномалии, возникающие в речевом аппарате человека, что подтверждается рисунками, выполненными им в период с 1480 по 1500 год. В конце XVIII столетия, когда рисунки были найдены, о них писали: «На первый взгляд кажется, что эти рисунки чистая фантазия и не являются изображением человеческой головы. Но, приглядевшись внимательно и изучив просмотренные карикатуры голов, в особенности крестьян, возвращаешься к мысли, что здесь в самом деле изображены человеческие головы». Разумеется, рисунки Леонардо не являлись карикатурами, а изображали анатомо-патологические деформации лица — особенно аномалии подбородка, губ, челюсти и зубов. Леонардо впервые также нарисовал плохо оперированную «заячью губу». Подобные хирургические неудачи во времена Леонардо были уже известны и не являлись редкостью.
Во время своего пребывания при дворе Сфорца Леонардо занимался изучением феномена продолжения рода. В качестве программы он под рисунком с изображением двух тел записал: «Я открываю возникновение человека во второй, нет, в первый раз или, может быть, даже второе появление самого себя». В те времена он детально рисовал мочеполовую систему: в различных вариантах пенис, женские половые органы воспроизводились только дважды, причем грубо и неточно, он опускал изображение клитора и малых губ, потому что женские наружные половые органы, по выражению Брамли, были сами по себе «зияющими и ужасающими, словно вход в пещеру». На его рисунках, воспроизводивших половой акт между мужчиной и женщиной в положении стоя, всегда точно описывалась и изображалась анатомия мужчины, но отнюдь не женщины. В своих анатомических работах он откровенно и очень точно рисует пенис в возбужденном состоянии («длинный, массивный, упругий»), яички, которые он прозвал «свидетелями совокупления» и образованием для производства спермы. Предпочтение мужским половым органам явилось ярко выраженным фактом. Так, в рисунках мастера всегда преобладал больше мужской акт, а женский практически отсутствовал. Отметим также, что Леонардо всегда концентрировал внимание на области гениталий, вообще пропуская головку. Естественно, эта особенность вызвала далеко идущие интерпретации психоаналитиков. Айсслер считает, что это связано «напрямую с преувеличенным страхом кастрации»; вероятно, таким образом, можно установить предполагаемую склонность Леонардо к гомосексуализму.
Свои размышления над феноменом продолжения рода он закончил исследованием зародыша в 1512 году. Это время его совместной работы с Маркантонио делла Торре. Он показал, как ребенок развивается в околоплодных водах, нарисовал его положение, внутренние органы плода и его кровеносные сосуды, а также то, «как ребенок дышит, получая питание через пуповину, и почему одна и та же душа обитает в двух телах». Здесь Леонардо коснулся белых пятен в знании того, как происходит связь матери и ребенка в ее утробе. Воспроизведение эмбриона в матке до этого времени вообще не предпринималось. Зигфрид Эше считал, что эти рисунки являются отображением эмбриональной жизни и таинственности рождения самого «прекрасного и нежного, что отмечено исследователем Леонардо».
Чтобы полностью оценить значение анатомических исследований Леонардо, необходимо вспомнить о состоянии науки в его время. В те дни она была еще полностью в оковах бесполезной схоластики и глубоко укоренившегося мистицизма. Наряду с этим проявлялся оживленный интерес к изучению классической старины и разумным идеям античных ученых. Леонардо своими ясными и свободными от предрассудков мыслями опередил на столетия своих современников. Его строгие и точные наблюдения стали отправным пунктом в его естественно-теоретической научной деятельности.
Леонардо стал первым, кто «перешагнул порог зала для анатомирования трупов без руководителя». Одновременно с этим он приобрел огромное значение как художник, рисовавший изображения прямо-таки революционным способом и поднявший их на новый уровень, отчего он по праву может считаться подлинным основателем современной анатомии. Остается еще добавить, что Леонардо в своих описаниях и изображениях всегда возвращался к сравнению соответствующих данных у животных. Этим он заложил краеугольный камень сравнительной анатомии, а о его значении в основании физиологии человеческого тела было сказано ранее.
