Как мозг реагирует на сотрясение?

Учёные  решили разобраться в механизме сотрясения мозга и провели опыты над регбистами. Для этого Дэвид Камарилло (David Camarillo) из Стэнфорда и его коллеги из других научных центров снабдили несколько десятков игроков в американский футбол акселерометрами и гироскопами, которые крепились к капам – специальным приспособлениям из гибкой пластмассы, надеваемым на зубы, чтобы защитить их от спортивных травм.

Игроки в игре постоянно сталкиваются друг с другом, и таких столкновений удалось записать 189 (из которых два закончились настоящим сотрясением мозга). Информацию, которую удалось собрать с акселерометров и гироскопов, проанализировали вместе с данными о состоянии поврежденных мозговых тканей, собранных преимущественно у покойников.

В статье в Physical Review Letters говорится, что каждый сильный удар по голове заставляет мозг вибрировать с разными частотами; сильнее всего оказываются вибрации с частотой 30 герц. Энергия удара поглощается такими микродвижениями, которые длятся всего лишь доли секунды.

Однако чем сильнее удар, тем больше разных колебательных частот возникает в мозге, и повреждения возникают как раз потому, что мозговые зоны, которые находятся рядом, вибрируют с разными частотами. Например, если удар оказался достаточно силен, чтобы человек потерял сознание, мозолистое тело в его мозге будет трястись более частой дрожью, чем то, что вокруг него. Хотя растяжения и сжатия мозговых тканей, трясущихся не в унисон, длятся очень и очень недолго, этого все равно достаточно, чтобы причинить мозгу неприятности.

Некоторые специалисты полагают, что одних лишь данных от физических датчиков, установленных на спортивном снаряжении, здесь недостаточно, и что хорошо бы поставить похожий эксперимент в лаборатории: человек получает умеренный удар по голове (разумеется, с собственного согласия), а за его мозгом в этот момент наблюдают с помощью томографии. Тогда, имея на руках томографические снимки, можно будет в точности понять, что происходит с мозгом непосредственно в момент травмы.

Но, так или иначе, полученные результаты уже сейчас можно было бы учитывать, конструируя разнообразные средства индивидуальной защиты: например, зная, как распространяются вибрации по мозгу, можно соорудить такой шлем, который не позволял бы наиболее опасным колебаниям проникать в наиболее чувствительные мозговые зоны.

По материалам Science.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.