Kā galvas ietekme var sabojāt smadzenes - un izraisīt satricinājumu
Aizvien pieaugošā izpratne par spēcīgu sitienu ar galvu smagām un ilgstošām sekām, piemēram, smadzeņu satricinājumiem, traumatiskiem smadzeņu ievainojumiem (TBI) un neiroloģiskiem traucējumiem, ir likusi pētniekiem koncentrēties uz to, kas tieši notiek galvaskausa iekšpusē liela trieciena laikā.
Mehmets Kurts, doktors, Stīvensa Tehnoloģiju institūta mašīnbūves inženieris, kurš pēta smadzeņu un galvaskausa biomehāniku miera stāvoklī un straujas galvas kustības laikā, tagad ir veicis bioinženierijas simulācijas, kas izseko smadzeņu izturēšanos pēc trieciena, rekonstruējot inerci. stresa un slodzes, kas valda smadzenēs, kuras tikko smagi skārušas no sāniem.
"Smadzenes ne tikai zvana, bet tām ir atšķirīgs zvana signāls, kad galvu sit no sāniem un piedzīvo rotācijas paātrinājumu," sacīja Kurts.
Jaunie atklājumi var ne tikai ietekmēt smadzeņu traumu novērtēšanu, bet arī sporta ķiveru ražotājus, meklējot mērījumus, kas var vienkārši atšķirt “smadzeņu satricinājumu” no “bez satricinājuma”, lai palīdzētu nozarei noteikt drošības standartus.
Pētījumam pētnieku grupa analizēja gan simulētus, gan cilvēku datus par smadzeņu kustībām, kas izraisīja satricinājumus.
Komanda atklāja, ka sānu ietekme uz galvu noved pie rotācijas paātrināšanās, kas izraisa mehānisko vibrāciju koncentrēšanos divos smadzeņu reģionos: corpus callosum, tiltā, kas savieno puslodes, un periventrikulārajā reģionā, baltās vielas daivās smadzeņu saknē, kas palīdz paātrināt ātrumu muskuļu aktivizēšana.
Pētnieki atklāja, ka galvaskausa iekšējā ģeometrija un smadzeņu želatīniskais raksturs liek šiem diviem reģioniem rezonēt noteiktās frekvencēs un saņemt vairāk enerģijas griešanas spēku vai pretēju kustību veidā nekā pārējās smadzenes.
Šķiet, ka lielāks bīdes celms rada vairāk audu un šūnu bojājumu, it īpaši tāpēc, ka bīdes dēļ smadzeņu audi mēdz deformēties vieglāk nekā citi bioloģiskie audi.
"Trāpījums pa galvu rada nelineāras kustības smadzenēs," sacīja Stīvensa maģistrants Havids Abderezaei. "Tas nozīmē, ka neliels amplitūdas pieaugums var izraisīt negaidīti lielas deformācijas noteiktās struktūrās."
Šīs nelineārās vibrācijas nav pārsteidzoši sarežģītā orgānā, kam raksturīgs audu blīvuma diapazons. Pievienojiet stingro aizsargmembrānu ierobežojošo iedarbību, kas notur smadzenes gan no augšas, gan no apakšas, un noteikti reģioni sānu sitienos noteikti pasliktināsies.
Identificējot tās smadzeņu daļas, kuras ir visneaizsargātākās blakusparādību dēļ, tie kļūst par galvenajiem mērķiem turpmākai izmeklēšanai.
Atzinumi, kas publicēti žurnālā Lietots fiziskais pārskats, ir spēcīga ietekme, jo katru gadu vairāk nekā 300 000 amerikāņu bērnu un pusaudžu cieš no satricinājumiem, kas saistīti ar sportu.
Avots: Stīvensa Tehnoloģiju institūts
