Nigdzie nie jest to bardziej oczywiste niż w jego studiach anatomicznych. Leonardo dokonywał sekcji ludzkich zwłok, wydobywając mięśnie i rysując je w trzech wymiarach, by stwierdzić, w jaki sposób zgina się noga albo układa ręka. Jego współcześni, łącznie z Michałem Aniołem, rywalem Leonarda, badali mięśnie i kości, aby ulepszyć swe artystyczne wyobrażenia ludzkiego ciała.

– Ale Leonardo szedł dalej – mówi Domenico Laurenza, historyk nauki z Rzymu. – On podchodził do anatomii jak prawdziwy anatom.

Naukowe dane, które Leonardo zebrał w notatnikach, leżą u podstaw każdego pociągnięcia jego pędzla. Badania anatomiczne, które prowadził, zgłębiały biologię ludzkiej mimiki. W swoich notatkach zastanawiał się, który nerw powoduje „zmarszczenie brwi” albo „grymas warg w uśmiechu lub wyrazie zdumienia”. Analiza światła i cienia umożliwiała mu rozświetlanie konturów z niezrównaną subtelnością. Zrezygnował z tradycyjnych linii, zmiękczając krawędzie postaci i przedmiotów w ramach techniki zwanej sfumato. Optyka i geometria doprowadziły do wyrafinowanego wyczucia perspektywy, czego przykładem jest Ostatnia wieczerza. Wnikliwe obserwacje pozwalały mu przedstawiać emocjonalną głębię malowanych osób, które nie wydają się sztywne, tylko pełne uczuć.

Lecz inwencja Leonarda miała swoją cenę. Irytował swych mecenasów bezustannymi opóźnieniami, a wiele jego prac, w tym Pokłon Trzech Króli oraz Święty Hieronim na pustyni, pozostało nieukończonych. Uczeni przypisują to jego żywiołowości w szukaniu nowych tematów i perfekcjonizmowi. Działo się tak również dlatego, że tworzenie było dla niego ważniejsze od gotowego dzieła. U Leonarda liczy się tylko proces, twierdzi Carmen Bambach, kuratorka działu rysunków i grafik w nowojorskim Metropolitan Museum of Art. – Efekt końcowy tak naprawdę się nie liczy.
Szczerze mówiąc, im więcej wiedzy zdobywał Leonardo poprzez studia w swoich notatnikach, tym trudniej było znaleźć wykończoną linię w jego obrazach.

– Malując, zrozumiał, że można tworzyć nieskończenie małe gradacje tonów i przejścia od najjaśniejszych, najbardziej intensywnych plam światła do najgłębszego cienia – wyjaśnia Bambach.
Analiza rentgenowska dzieł Leonarda ujawnia liczne korekty zwane pentimento. Nieskończoność stała się bardzo realną koncepcją mającą praktyczne konsekwencje: Zawsze można się było nauczyć czegoś więcej.

– Pod wieloma względami, od strony intelektualnej, to proces, który nie ma końca – mówi kuratorka.

To może tłumaczyć, dlaczego Leonardo nigdy nie opublikował swoich notatników. Zamierzał ukończyć traktaty na wiele tematów, łącznie z geologią i anatomią. Zadanie uporządkowania szkiców i rękopisów przypadło jego wiernemu towarzyszowi Melziemu. Kiedy Leonardo zmarł, dwie trzecie do trzech czwartych jego oryginalnych kart zostało zapewne skradzionych lub zaginęło. Większość tych, które ocalały, zaczęto publikować dopiero pod koniec XVIII w. – ponad 200 lat po jego śmierci. 

W rezultacie o naukowej spuściźnie Leonarda wiemy bardzo niewiele. Jego dociekania, założenia i odkrycia pozostały tym, którzy przyszli po nim. Obecnie, po wielu stuleciach, wciąż usiłujemy go dogonić.

Spuścizna notatników Leonarda jest namacalna także dziś. J. Calvin Coffey, szef wydziału chirurgii podyplomowej na uniwersytecie w Limerick, w trakcie badań, które prowadził kilka lat temu, dokonał zdumiewającego odkrycia: Obserwacja dokonana przez Leonarda około roku 1508 potwierdzała teorię, której starał się dowieść. Coffey bada krezkę, wachlarzowatą strukturę, która łączy jelito cienkie i grube z tylną ścianą jamy brzusznej. Od czasu wydania Anatomii Graya w 1858 r. studentów uczono, że krezka składa się z kilku odrębnych struktur. Ale Coffey, prowadząc coraz większą liczbę operacji jelita grubego, zaczął podejrzewać, że jest to jeden, ciągły narząd.

Zgłębiając wraz z kolegami anatomię tej struktury w celu udowodnienia swojej hipotezy, Coffey trafił na rysunek Leonarda przedstawiający krezkę jako jeden nieprzerwany układ. Pamięta ten moment wyraźnie. Początkowo zerknął na rysunek i odłożył go. Potem spojrzał ponownie.

– Byłem kompletnie zaskoczony tym, co zobaczyłem – mówi. – Dokładnie korelowało z tym, co widzieliśmy my. To było absolutne arcydzieło.

Do jednego z przeglądów odkryć swego zespołu Coffey załączył rysunek Leonarda i podkreślił w tekście jego osiągnięcie.

– Wiemy dziś, że interpretacja da Vinci była prawidłowa.

Podczas swoich naukowych prezentacji Coffey pokazuje slajd ze szkicem Leonarda, zachwycając się zdolnością mistrza do wyizolowania narządu w całości, co komplikuje jego złożona, warstwowa struktura.