Наш мозг состоит из мягкого вещества, погруженного в
водянистую спинномозговую жидкость (ликвор). Все это находится внутри твердого черепа. Таким образом, воздействие на череп
передается через слой ликвора к мягкому мозговому веществу, пишет naked—science.ru.
Чтобы понять,
какие повреждения наиболее опасны для мозга, ученые из Американского института
физики провели серию опытов с похожей системой — яйцом. Оно напоминает мозг: мягкий желток
находится в жидком белке внутри твердой скорлупы.
При большинстве сотрясений мозга череп не ломается. Поэтому
команда постаралась выяснить, можно ли разбить или деформировать яичный желток,
не разбивая скорлупу. Результаты работы они опубликовали в Physics
of Fluids.
Исследователи
поместили яйцо в скремблер — так можно было видеть, что происходит с желтком. Затем
они наносили удары по прибору и вращали его. В итоге команда обнаружила, что
прямое поступательное воздействие не повреждает желток, в то время как
замедление вращения серьезно его деформирует. По мнению ученых, то же
происходит с мозгом, когда голова подвергается внезапным внешним воздействиям.
«Мы подозреваем,
что вращательные движения, особенно замедленные вращательные, опаснее всего. Сильная
деформация во время этого процесса вызывает растяжение нейронов и повреждение
мозга», — рассказал Цяньхун Ву, один из авторов работы.
Это открытие
объясняет, почему боксеры, скорее всего, упадут в обморок, если их ударить по
подбородку. «Учитывая, что подбородок является самой удаленной точкой от
шеи, удар по нему может вызвать наибольшее ускорение вращения», — добавил
ученый.
По словам команды, критическое мышление и пара простых
опытов на кухне помогли изучить деформацию яичного желтка после внешнего
воздействия. Ученые собираются использовать результаты эксперимента, чтобы
исследовать биомеханику мозга. И проверить другие процессы, связанные с
воздействием на мягкие капсулы в жидкой среде, например на эритроциты.
Эта работа
показывает реакции мягкого объекта, связанного мембраной, на внезапные внешние
воздействия. Ученые считают, что это будет особенно полезно для
производителей шлемов и другого защитного оборудования.
