Вроде бы всё просто: сильный удар по голове приводит к сотрясению мозга. Между тем стэнфордские исследователи считают, что всё гораздо сложнее.
Учёные выяснили, что сотрясение мозга и другие лёгкие черепно-мозговые травмы, по всей вероятности, возникают, когда особая область, связывающая полушария и расположенная глубоко внутри мозга, колеблется быстрее и интенсивнее, чем окружающие участки мозга.
Один из авторов исследования Мехмет Курт (Mehmet Kurt), эксперт в области биомеханики мозга в Технологическом институте Стивенса, сравнивает сотрясение мозга с безмолвной эпидемией, затрагивающей жизни миллионов людей. Несмотря на распространённость подобной травмы, то, как именно она возникает, остаётся для учёных и медиков загадкой.
По этой причине специалисты всего мира пытаются изучить природу сотрясений мозга. И в данном случае Курт и его коллеги попробовали исследовать биомеханику мозга во время удара.
Для этого авторы работы использовали специальные каппы, которые выдали 31 игроку в американский футбол. Каждая фиксировала то, как голова спортсмена двигается после столкновения с другим игроком или землёй. В нескольких случаях подобные удары привели к сотрясению мозга.
Учёные использовали полученные данные в качестве исходной информации для компьютерной модели мозга. Таким образом, они смогли изучить факторы, которые приводили к сотрясению мозга.
Такой подход помог исследователям выйти за рамки относительно простых моделей, в которых основное внимание уделяется лишь одному или двум параметрам (максимальному ускорению головы во время удара, например).
Выяснилось, что основное различие между ударами, приводившими к сотрясению мозга, и теми, которые не заканчивались травмой, (отделить одно состояние от другого – ещё одна медицинская проблема) было связано с тем, как и, что более важно, какая часть головы сотрясалась.
Поясним. После удара средней тяжести компьютерная модель указывала на то, что мозг "трясся" назад и вперёд довольно равномерно примерно 30 раз в секунду. Проще говоря, большинство частей мозга двигались в унисон.
Но такого не было в случаях травмы, когда область глубоко внутри мозга (мозолистое тело – своего рода мост между правым и левым полушариями) дрожала быстрее окружающих областей. Как показала компьютерная модель, в результате создавалась значительная нагрузка на ткани мозга.
Результаты моделирования вполне согласовались с эмпирическими наблюдениями: у пациентов с сотрясением мозга часто имеются повреждения в мозолистом теле.
Впрочем, авторы работы подчёркивают, что их выводы нельзя назвать окончательными. Их ещё необходимо будет тщательно протестировать свои гипотезы в лаборатории.
Учёные также считают, что помимо экспериментов надо провести и дополнительное моделирование, чтобы выяснить взаимосвязь между ударами головы и движением мозга.
Что же касается практической пользы исследования, учёные говорят, что специалисты благодаря такой работе смогут разработать более качественные шлемы или технологии для лучшей диагностики сотрясения на месте (во время спортивного матча, например).
Результаты работы представлены в научном издании Physical Review Letters.
Ранее оказалось, что после сотрясения мозга у спортсменов повышается риск травмировать ноги. Кроме того, учёные постоянно изучают, как дятлы умудряются не получать сотрясение мозга.
