Hogyan károsíthatja az agy az agyat - és vezethet agyrázkódást

Az erős fejtörések, például agyrázkódás, traumás agysérülés (TBI) és neurológiai rendellenességek súlyos és tartós hatásaival kapcsolatos tudatosság fokozása arra késztette a kutatókat, hogy összpontosítsanak arra, hogy mi történik pontosan egy koponya belsejében egy nagy ütés során.

Mehmet Kurt, Ph.D., a Stevens Műszaki Intézet gépészmérnöke, aki az agy és a koponya biomechanikáját tanulmányozza nyugalmi állapotban és gyors fejmozgások során, most biotechnológiai szimulációkat követett, amelyek nyomon követik az agy viselkedését az ütközéskor, rekonstruálva az inerciát olyan stresszek és feszültségek, amelyek az agy belsejében uralkodnak, és amelyet oldalról erősen eltaláltak.

"Az agy nemcsak csörög, de külön csengőmintája is van, amikor a fej oldalról eltalált és rotációs gyorsulást tapasztal" - mondta Kurt.

Az új megállapítások nemcsak az agysérülések felmérésére, hanem a sport sisakgyártókra is kihathatnak olyan méréseket keresve, amelyek egyszerűen megkülönböztethetik a „agyrázkódást” a „nem rázkódástól”, hogy az ipar segítsen a biztonsági előírások megfogalmazásában.

A tanulmányhoz a kutatócsoport elemezte mind az agyi mozgások szimulált, mind emberi adatait, amelyek agyrázkódáshoz vezettek.

A csapat megállapította, hogy a fejre gyakorolt ​​mellékhatások rotációs gyorsulásokhoz vezetnek, amelyek a mechanikai rezgések két agyi régióba koncentrálódását idézik elő: a corpus callosumban, a félgömböket összekötő hídon és a periventrikuláris régióban, az agy gyökerén található fehérállományi lebenyekben, amelyek elősegítik a sebességet izomaktiválás.

A kutatók felfedezték, hogy a koponya belső geometriája és az agy kocsonyás jellege miatt ez a két régió bizonyos frekvenciákon rezonál és több energiát kap nyíróerők vagy ellentétes mozgások formájában, mint az agy többi része.

Úgy tűnik, hogy a nagyobb nyírási törzs több szövet- és sejtkárosodást eredményez, különösen azért, mert a nyírás hajlamosabb deformálni az agyszövetet, mint más biológiai szövetek.

"A fejbe ütés nemlineáris mozgást hoz létre az agyban" - mondta Javid Abderezaei, Stevens végzős hallgató. "Ez azt jelenti, hogy az amplitúdó kis növekedése váratlanul nagy deformációkhoz vezethet bizonyos struktúrákban."

Ezek a nemlineáris rezgések nem meglepőek egy komplex szervben, amely számos szövetsűrűséggel rendelkezik. Add hozzá a kemény védőmembránok visszatartó hatását, amelyek felülről és lentről egyaránt helyben tartják az agyat, és bizonyos régiók az oldalsó találatoknál rosszabbul jönnek ki.

Az agy azon részeinek azonosítása, amelyek a leghátrányosabbak a mellékhatások miatt, elsődleges célpontokká teszik őket a további vizsgálatok számára.

A folyóiratban megjelent eredmények Fizikai felülvizsgálat alkalmazva, erős következményekkel jár, mivel évente több mint 300 000 amerikai gyermek és tinédzser szenved sporttal kapcsolatos agyrázkódást.

Forrás: Stevens Műszaki Intézet