Tác động lên đầu có thể gây hại não như thế nào - Và dẫn đến chấn động

Nhận thức ngày càng cao về tác động nghiêm trọng và lâu dài của những cú va chạm mạnh vào đầu, chẳng hạn như chấn động, chấn thương sọ não (TBI) và rối loạn thần kinh, đã khiến các nhà nghiên cứu tập trung vào những gì chính xác xảy ra bên trong hộp sọ trong một vụ va chạm lớn.

Mehmet Kurt, Tiến sĩ, một kỹ sư cơ khí tại Học viện Công nghệ Stevens, người nghiên cứu cơ sinh học của não và hộp sọ khi nghỉ ngơi và trong quá trình chuyển động nhanh của đầu, hiện đã thiết kế các mô phỏng sinh học theo dõi cách bộ não hoạt động khi va chạm, tái tạo lại quán tính những căng thẳng và căng thẳng tồn tại bên trong bộ não bị tác động mạnh từ một bên.

Kurt cho biết: “Bộ não không chỉ đổ chuông mà còn có kiểu kêu khác biệt khi đầu bị va đập từ bên cạnh và trải qua gia tốc quay.

Phát hiện mới có thể không chỉ có ý nghĩa đối với việc đánh giá chấn thương não mà còn đối với các nhà sản xuất mũ bảo hiểm thể thao khi tìm kiếm các phép đo có thể phân biệt đơn giản "chấn động" và "không chấn động" để giúp ngành thiết lập các tiêu chuẩn an toàn.

Đối với nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã phân tích cả dữ liệu mô phỏng và con người về các chuyển động của não đã dẫn đến chấn động.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các tác động bên lên đầu dẫn đến gia tốc quay gây ra các rung động cơ học tập trung ở hai vùng não: thể vàng, cầu nối liên kết các bán cầu và vùng quanh não thất, các thùy chất trắng ở gốc não giúp tăng tốc độ. kích hoạt cơ.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng hình dạng bên trong của hộp sọ và tính chất sền sệt của não khiến hai vùng này cộng hưởng ở những tần số nhất định và nhận được nhiều năng lượng hơn dưới dạng lực cắt hoặc chuyển động đối nghịch so với phần còn lại của não.

Biến dạng cắt nhiều hơn dường như gây ra nhiều tổn thương mô và tế bào hơn, đặc biệt vì lực cắt có xu hướng làm biến dạng mô não dễ dàng hơn các mô sinh học khác.

Nghiên cứu sinh Javid Abderezaei của Stevens cho biết: “Một cú đánh vào đầu tạo ra chuyển động phi tuyến tính trong não. "Điều đó có nghĩa là sự gia tăng biên độ nhỏ có thể dẫn đến những biến dạng lớn bất ngờ trong các cấu trúc nhất định."

Những rung động phi tuyến tính này không có gì đáng ngạc nhiên trong một cơ quan phức tạp có nhiều mật độ mô. Thêm vào đó là tác động hạn chế của các màng bảo vệ cứng rắn giữ não cố định từ cả trên xuống dưới, và một số vùng nhất định sẽ trở nên tồi tệ hơn trong các cú va chạm bên hông.

Việc xác định các bộ phận của não dễ bị tổn thương nhất do các tác động bên khiến chúng trở thành mục tiêu chính để điều tra thêm.

Các phát hiện, được công bố trên tạp chí Đã áp dụng đánh giá vật lý, có tác động mạnh mẽ khi hơn 300.000 trẻ em và thanh thiếu niên Mỹ bị chấn động liên quan đến thể thao mỗi năm.

Nguồn: Viện Công nghệ Stevens