Куриное яйцо помогло понять, какой удар вызывает наиболее сильное сотрясение мозга

Похожи ли куриное яйцо и головной мозг человека?

В начале текста исследования ученые указывают, что в природе часто можно встретить мягкую материю в жидком окружении. Под эту «схему» подходят и головной мозг человека, 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 сотрясении.

«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.  

На исследование ученых вдохновил 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.

Что сделали ученые

В экспериментах ученые исследовали два основных вида воздействия, которые приводят к сотрясению мозга – прямой (поступательный) и вращательный. 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 воздействующего на контейнер предмета 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 то, что происходит с головным мозгом во время сильного удара.

Что это может значить?

«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 и повреждение», — 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 исследование подобного рода. Ученые считают, что оно дает перспективу для дальнейшего изучения ответов мягких материй на экстремальные воздействия.