Что же происходит с человеком? Какие патологические процессы протекают в головном мозге после сильного удара?
Ответ на эти вопросы нужно начинать с анатомии. Головной мозг закреплён в черепе не жёстко. Недаром существует термин «черепная коробка»: мозг лежит в ней как предмет в ящике, но только поверхности мозга и костей черепа плотно прилегают друг к другу, и пространство между ними очень тонкое и похоже, скорее, на щель.
Мозг как бы «подвешен» между выростами твёрдой мозговой оболочки и «плавает» в мягкой мозговой оболочке, которая содержит очень много жидкости (кровь в сосудах и ликвор). Эта система — в основном жидкость — играет роль амортизатора. Благодаря ей, при обычных движениях головы не происходит механического раздражения головного мозга (он не бьётся о внутреннюю поверхность костей черепа).
Однако, при ударах большой силы защитные амортизирующие свойства жидкости превращаются в повреждающие и травмоопасные. Это объясняется медицинской биофизикой с помощью эффекта «удар — противоудар», который является важнейшим звеном в механизме повреждения мозга при ударах большой силы.
Из-за наличия жидкости между наружной поверхностью мозга и внутренней поверхностью черепа возникают различия в движении черепной коробки и головного мозга во время удара. Это позволяет разделить все движение головы после удара на несколько стадий.
В первой стадии (в момент контакта кулака и головы) начинает смещаться черепная коробка, но сам головной мозг остаётся на месте из-за амортизации мягкой мозговой оболочкой.
Вокруг ткани мозга появляются области с градиентом (разницей) по гидростатическому давлению: со стороны удара, где щель между мозгом и костью уменьшается, давление высокое, а на прямо противоположной стороне давление низкое. В этот момент появляются первые повреждения: на стороне удара в виде ушиба мозга, на стороне противоудара в виде кровоизлияний из сосудов оболочек мозга.
На второй стадии мозг набирает скорость и движется вместе с черепной коробкой. Градиент давления на поверхности мозга исчезает. За тот короткий промежуток времени, пока длится вторая стадия, новые повреждения на периферии мозга и на костях черепа не возникают, но они могут появляться в глубинных структурах головного мозга.
В третьей стадии черепная коробка теряет скорость и останавливается, а головной мозг по инерции продолжает движение, и теперь уже щель между мозгом и костью на стороне удара увеличивается, а на стороне противоудара уменьшается.
Из -за чего опять появляется градиент давления на поверхности мозга — обратный по отношению к первой стадии. Соответственно становится обратной картина повреждений: на стороне удара появляются кровоизлияния из сосудов, а на стороне противоудара появляется ушиб ткани мозга.
Эффект «удар — противоудар» возникает не только при ударах с большой долей поступательного движения, но и при ударах почти полностью вращательных.
К таким ударам можно отнести: боковые, когда голова вращается в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси (подбородок вправо -влево), и нижние, когда голова вращается в сагиттальной плоскости вокруг фронтальной оси (подбородок вверх -вниз). Причём повреждения тоже могут быть очень опасными.
При боковом вращении периферические отделы головы (кости черепа, сосуды мозговых оболочек, кора головного мозга) движутся быстрее, чем центральные отделы (белое вещество больших полушарий мозга, ствол мозга, основание черепа), из –за разницы в скоростях и ускорениях, а также вышеописанных амортизационных свойств крови и ликвора мозговых оболочек.
Это приводит к тому, что центральные части мозга не успевают сместиться так же быстро как периферические, и в результате этого нервные волокна, соединяющие различные отделы мозга, могут скрутиться и надорваться.
В тяжёлом случае возникает диффузное аксональное повреждение — разрыв отростков нервных клеток (аксонов) — приводящее человека к инвалидности. Полный поперечный разрыв ствола мозга — это травма, несовместимая с жизнью.
При вращении головы назад или вперёд вокруг фронтальной оси, проходящей, примерно, через уши, возможны соответственно два варианта последовательности возникновения повреждений.
В первом варианте, при вращении назад после удара спереди за полушариями головного мозга не успевают перемещаться отделы промежуточного мозга, а также жёстким препятствием для головы становится шея, которая переразгибается назад и механически тормозит череп.
В результате происходит противоудар между нижними поверхностями затылочных полушарий, отделами промежуточного мозга и выростом твёрдой мозговой оболочки, который называется намёт мозжечка. Возникающее при этом центральное транстенториальное вклинение в случае неоказания скорой медицинской помощи может привести к смерти пострадавшего.
При втором варианте, с ударом в затылок и вращением головы вперёд, ударной областью становится затылочная, а противоударной — лобная. Также важно, что удар нанесён сзади и является обычно неожиданным.
Это обусловливает низкий тонус шейных мышц во время удара и соответственно практически полное отсутствие мышечной защиты головы. Вследствие этого повреждения мозга (кровоизлияния и ушибы ткани мозга) сильнее, чем при ударе той же силы в другие области головы.
Чтобы избежать всего этого, в правилах многих спортивных единоборств предусмотрена защита головы шлемом. Задолго до появления физики как науки люди заметили, что шлем помогает избежать тяжёлых травм головы. Физика может объяснить это научно.
Шлем исполняет несколько защитных функций. Во -первых, он защищает поверхностные структуры головы (кожа, подкожная клетчатка, особенно в лицевой части черепа) от ударов противника. Во -вторых, он искусственно увеличивает массу головы, что уменьшает её скорость после столкновения:
mкулак • Vкулак = (mголова+ mшлем)•Vголова + шлем
Отдельно взятая скорость головы меньше — меньше перемещение за то же время и, следовательно, меньше повреждений мозга и его оболочек.
В — третьих, шлем обычно имеет мягкую прослойку — подшлемник, благодаря которому удар амортизируется, то есть увеличивается время контакта кулака и головы, что делает удар больше похожим на толкание, а значит, плотность передачи силы уменьшается — повреждения уменьшаются.
В - четвёртых, благодаря шлему происходит распределение удара по поверхности черепа, и площадь этой поверхности больше, чем площадь того небольшого участка, где могли бы контактировать кулак и голова, незащищённая шлемом.
Это означает, что та же сила удара распределяется на большей площади, то есть давление от этого удара меньше. Этого бывает вполне достаточно, чтобы избежать, например, перелома костей черепа.
Продолжение следует......
Читайте также:
Зачем единоборцам широкая талия
Смотрите видеопередачи о славяно-горицкой борьбе:
Галерея патриархов боевых искусств
Понравилось? Подписывайся на канал, ставьте лайки, делитесь с друзьями в социальных сетях!!!
БУДЬТЕ ЗДРАВЫ и ЗАНИМАЙТЕСЬ СПОРТОМ!!!