Новости

Чем же схожи куриное яйцо и головной мозг человека?

 

В введении к своей статье ученые говорят, что в природе часто можно встретить мягкую материю в жидком окружении. Под эту «схему» подходят и головной мозг человека в "оболочке" из костей черепа, окруженный спинномозговой жидкостью, и желток яйца, вокруг которого есть белок и скорлупа. Ученые предположили, что это сходство можно использовать: на примере яйца узнать больше о том, что происходит с головным мозгом при его травме.

 

«Я бы сказал, что это очень смелое сравнение. Это совершенно разные системы в отношении свойств материалов», — сказал LiveScience Кианонг Ву (Qianhong Wu), соавтор исследования, директор лаборатории клеточной биомеханики и спортивных наук Пенсильванского университета. Ву отметил, что несмотря на массу различий, у куриного яйца и головного мозга человека есть ключевые сходства, которые дают возможность получить совершенно новые данные о физике сотрясения головного мозга.

 

На исследование ученых вдохновил специальные миксер для яиц, который при помощи вращательных движений смешивает белок с желтком, не разбивая скорлупы. «Критическое мышление и простые эксперименты на кухне привели к серии исследований», — говорит Ву.

 

В экспериментах ученые исследовали два основных вида воздействия, которые приводят к травме головного мозга – прямой удар (поступательный) и вращательный (ускорение-торможение). Они извлекали желтки и белки из скорлупы и помещали их в прозрачный контейнер. Таким образом, они снова оказывались в плотной оболочке, но становились видимыми. Для изучения прямого удара контейнер «роняли» молот весом в 1,7 килограмма с высоты одного метра. Вращательный же удар изучался соответственно при помощи вращения контейнера со скоростью 64 оборота в секунду.

 

Оказалось, что поступательное воздействие не деформирует желток, а вращательное обладает сильным повреждающим действием. Ученые считают, что эти данные проливают свет на разницу в повреждениях головного мозга при различных механизмах травмы.

 

«Мы предполагаем, что вращательное – особенно с последующим торможением – воздействие более вредно для головного мозга. Сильная деформация вещества мозга во время этого процесса вызывает растяжение нейронов, разрыв мозговой ткани и сосудов», — сообщает Ву в пресс-релизе Американского института физики.

 

Ву отметил, что наиболее опасным ударом, учитывая эти данные, является удар в подбородок. При нем после сильного ускорения голова при запрокидывании резко останавливается. Вероятно, поэтому боксеры часто теряют сознание после такого удара.

 

Это первое практическое исследование подобного рода. Ученые считают, что оно дает перспективу для дальнейшего изучения ответов мягких материй на экстремальные воздействия.

 

Источник - https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/5.0035314