Kako lahko vpliv na glavo poškoduje možgane - in privede do pretresa možganov

Ozaveščanje o hudih in trajnih vplivih močnih udarcev v glavo, kot so pretres možganov, travmatična poškodba možganov (TBI) in nevrološke motnje, je raziskovalce spodbudilo, da so se osredotočili na to, kaj se točno zgodi v lobanji med velikim udarcem.

Mehmet Kurt, dr.med., Inženir strojništva na Stevensovem tehnološkem inštitutu, ki preučuje biomehaniko možganov in lobanje v mirovanju in med hitrimi premiki glave, ima zdaj bioinženirske simulacije, ki spremljajo, kako se možgani obnašajo ob trku, rekonstruira inercialno stresi in obremenitve, ki prevladujejo v možganih, ki so ravno močno prizadeti s strani.

"Možgani ne samo zvonijo, ampak imajo tudi jasen vzorec zvonjenja, ko se glava udari s strani in ima rotacijski pospešek," je dejal Kurt.

Nove ugotovitve morda ne bodo vplivale le na oceno možganskih poškodb, temveč tudi na proizvajalce športnih čelad, ki iščejo meritve, ki lahko preprosto ločijo "pretres možganov" od "brez pretresa možganov", da bi industriji pomagali določiti varnostne standarde.

Za študijo je raziskovalna skupina analizirala simulirane in človeške podatke o gibanjih možganov, ki so povzročili pretres možganov.

Skupina je ugotovila, da bočni trki v glavo vodijo do rotacijskih pospeškov, zaradi katerih se mehanske vibracije koncentrirajo v dveh možganskih predelih: corpus callosum, most, ki povezuje hemisfere, in periventrikularna regija, režnja bele snovi v možganskem korenu, ki pomagajo pospešiti aktivacija mišic.

Raziskovalci so odkrili, da notranja geometrija lobanje in želatinasta narava možganov povzročita, da ti dve regiji odmevata pri določenih frekvencah in prejmeta več energije v obliki strižnih sil ali nasprotujočih si gibov kot ostali možgani.

Zdi se, da več strižnega seva prinese več poškodb tkiva in celic, še posebej, ker striženje ponavadi deformira možgansko tkivo hitreje kot druga biološka tkiva.

"Zadek v glavo ustvarja nelinearno gibanje v možganih," je dejal diplomant Stevensa Javid Abderezaei. "To pomeni, da lahko majhno povečanje amplitude privede do nepričakovano velikih deformacij v določenih strukturah."

Te nelinearne vibracije niso presenetljive v zapletenem organu z različno gostoto tkiva. Dodajte še zadrževalne učinke trdih zaščitnih membran, ki držijo možgane na mestu od zgoraj in spodaj, pri bočnih zadetkih pa se bodo določena področja slabša.

Prepoznavanje delov možganov, ki so najbolj ranljivi pri stranskih trkih, so glavni cilji za nadaljnje preiskave.

Ugotovitve, objavljene v reviji Uporabljen fizični pregled, imajo močne posledice, saj vsako leto več kot 300.000 ameriških otrok in najstnikov trpi zaradi pretresa možganov zaradi športa.

Vir: Stevensov tehnološki inštitut