Kaip galvos poveikis gali pakenkti smegenims - ir sukelti smegenų sukrėtimą
Vis didėjantis supratimas apie stiprų ir ilgalaikį stiprių smūgių į galvą poveikį, pvz., Smegenų sukrėtimus, trauminę smegenų traumą (TBI) ir neurologinius sutrikimus, paskatino mokslininkus sutelkti dėmesį į tai, kas tiksliai vyksta kaukolės viduje didelio smūgio metu.
Stimenso technologijos instituto mechanikos inžinierius, mokslų daktaras Mehmetas Kurtas, tiriantis smegenų ir kaukolės biomechaniką ramybės būsenoje ir greitų galvos judesių metu, dabar sukūrė bioinžinerijos modeliavimą, kuris seka, kaip smegenys elgiasi smūgio metu, rekonstruodamas inerciją stresai ir įtampos, vyraujančios smegenyse, kurios ką tik nukentėjo iš šono.
„Smegenys ne tik skamba, bet ir turi ryškų skambėjimo modelį, kai galva smūgiuojama iš šono ir juntamas sukimosi pagreitis“, - sakė Kurtas.
Naujos išvados gali turėti įtakos ne tik smegenų sužalojimų vertinimui, bet ir sportinių šalmų gamintojams, ieškantiems matavimų, kurie paprasčiausiai gali atskirti „smegenų sukrėtimą“ nuo „be smegenų sukrėtimo“, kad pramonė galėtų padėti nustatyti saugos standartus.
Tyrimo metu tyrimo grupė išanalizavo tiek smegenų judesių imituotus, tiek žmogaus duomenis, kurie sukėlė smegenų sukrėtimą.
Komanda nustatė, kad šalutinis poveikis galvai sukelia sukimosi pagreitį, dėl kurio mechaniniai virpesiai susikaupia dviejuose smegenų regionuose: geltonkūnyje, pusrutulius jungiančiame tiltelyje ir periventrikuliniame regione - baltosios medžiagos skiltyse smegenų šaknyje, kurios padeda pagreitinti greitį. raumenų aktyvinimas.
Tyrėjai atrado, kad dėl vidinės kaukolės geometrijos ir želatininės smegenų prigimties šie du regionai rezonuoja tam tikrais dažniais ir gauna daugiau energijos kirpimo jėgų arba priešingų judesių pavidalu nei likusios smegenys.
Atrodo, kad daugiau kirpimo štamų sukelia daugiau audinių ir ląstelių pažeidimų, ypač todėl, kad kirpimas linkęs lengviau deformuoti smegenų audinius nei kiti biologiniai audiniai.
"Smūgis į galvą sukuria netiesinį smegenų judėjimą", - sakė Stivenso magistrantas Javidas Abderezaei. "Tai reiškia, kad nedidelis amplitudės padidėjimas gali sukelti netikėtai dideles tam tikrų struktūrų deformacijas."
Šios nelinijinės vibracijos nestebina sudėtingame organe, turinčiame įvairius audinių tankius. Pridėkite tvirtų apsauginių membranų, sulaikančių smegenis tiek iš viršaus, tiek iš apačios, sulaikantį poveikį, o kai kurie regionai turi prasčiau atsikratyti šoninių smūgių.
Nustatant smegenų dalis, kurios yra labiausiai pažeidžiamos šalutinio poveikio atveju, jos tampa pagrindiniais tolesnio tyrimo tikslais.
Išvados, paskelbtos žurnale Taikoma fizinė peržiūra, turi stiprių pasekmių, nes daugiau nei 300 000 amerikiečių vaikų ir paauglių kasmet patiria su sportu susijusius smegenų sukrėtimus.
Šaltinis: Stivenso technologijos institutas
