Американские исследователи выяснили, какие отделы мозга страдают при сотрясении. При боковом ударе наибольшие повреждения получают мозолистое тело и перивентрикулярная область белого вещества мозга (область вокруг желудочков). Подробнее об этом можно узнать в журнале Physical Review Applied.
Глубокие отделы белого вещества (мозолистое тело и перивентрикулярные отделы) показаны розовым цветом. Синим продемонстрировано то, как именно в зонах интереса распространяется механическая энергия при боковых ударах с течением времени. Credit: Javid Abderezaei et al./ Physical Review Applied 2019
В своей статье ученые из Технологического института Стивенсарассмотрели, как мозг реагирует на удар сбоку. Результаты биоинженерного моделирования показали, что боковой удар по голове придает ей угловое ускорение. При этом механические колебания проводятся так, что концентрируются в мозолистом теле, отвечающем за связь между полушариями мозга, и перивентрикулярной области белого вещесва мозга, в которо йнаходятся многочисленные нейронные тракты, в том числе принимающие участие в мышечной активации.
Механическая энергия концентрируется в виде напряжения сдвига, а вещество деформируется путем смещения вдоль плоскости приложенного усилия. Из-за внутренней геометрии черепа, студенистой консистенции мозга и различной плотности тканей именно в перивентрикулярной области и мозолистом теле возникает резонанс на определенных частотах. В результате они травмируются сильнее всего.
Как показывает сканирование, разнонаправленные смещения деформируют мозг больше, чем другие ткани человеческого тела. Именно поэтому сотрясение может происходить даже при отсутствии видимых наружных повреждений головы, гематом или ушибов. Исследователи отмечают, что из-за нелинейности сдвига даже небольшое увеличение амплитуды может привести к неожиданно большим деформациям.
Удар по голове – частая травма, а сотрясение легко получить при занятиях контактными видами спорта и в бытовых условиях. Ученые надеются, что данные их исследования в будущем помогут при диагностике сотрясения мозга и разработке защитного спортивного снаряжения.
Текст: Полина Гершберг
Nonlinear Dynamical Behavior of the Deep White Matter during Head Impact byJavid Abderezaei, Wei Zhao, Carissa L. Grijalva, Gloria Fabris, Songbai Ji, Kaveh Laksari, and Mehmet Kurt inPhysical Review Applied. Published
doi:10.1103/PhysRevApplied.12.014058