腦震盪究竟是哪裡「震」?史丹福大學分別作了人體和計算機實驗

2018年04月09日     667     檢舉

作者 | 周亦川

來源 | 搜狐健康

頭部被重擊會導致腦震盪,聽起來很簡單的常識,但史丹福大學的研究人員在3月30日的《物理綜述》發文指出,大多數情況下這種聯繫並沒那麼簡單。

生物工程學副教授David Camarillo團隊將橄欖球運動員的數據與計算機模擬大腦相結合,發現當大腦深處一個區域比周圍震動更快、更強烈時,似乎就會發生腦震盪和其他輕微的腦外傷。但是他們也發現大腦的複雜性意味著不同的撞擊、旋轉和頭部打擊與受傷的可能性之間沒有直接的關係。

卡馬里奧實驗室Mehmet Kurt說,腦震盪是一種無聲的疾病,影響到數百萬人,就目前而言疾病如何發生還是個迷。了解到撞擊過程中的大腦的生物力學變化,醫學工程師們就能更好地診斷、治療並且做到腦震盪的預防。

在過去的研究中,該實驗室為31名大學橄欖球運動員配備了特殊的護齒器,記錄了運動員頭部撞擊後的運動情況,包括了一些運動員腦震盪的案例。把這些數據以及來自於NFL球員的數據作為計算機模型大腦輸入,這樣就可以推斷大腦中發生了什麼導致的腦震盪;這種研究成果將會比僅關注一兩項參數形成的簡單模型,比如撞擊期間的最大頭部加速度。

研究人員發現,會導致腦震盪的撞擊與不導致的關鍵區別在於大腦如何震動,以及更重要的在哪裡震動有關。計算機模型顯示,大腦會以相當均勻的方式每秒搖動大約30次,大腦的大部分區域會跟隨協調進行運動。

在受傷的情況下大腦內部的運動更複雜。大腦內部有一個叫做胼胝體的區域連接大腦的左半部分和右半部分,它的震動速度比周圍區域快,給這些組織會造成很大的壓力。

指向胼胝體的腦震盪模擬結果與醫學經驗觀察的結果一致——腦震盪患者胼胝體確實經常受損。但是,Kurt強調他們的發現還要在實驗室經過更廣泛的測試,無論是動物大腦還是捐獻給科學研究的人腦;在實驗中觀察到將是一個很大的挑戰,將是下一個重要的步驟。

和物理實驗同樣重要的是額外的模擬闡明頭部撞擊和大腦之間的關係,特別是究竟什麼樣的撞擊會導致腦部複雜的運動,這是腦震盪和其他輕微創傷性腦損傷的原因。就迄今為止所做的研究只知道這種關係非常複雜。

然而揭開這種關係的回報可能是巨大的,如果科學家們能夠對大腦在撞擊後的運動做更好的理解,了解到哪種方式傷害最大,就有助於設計出更好的頭盔,或是設計出能夠進行現場診斷的技術,在比賽或是急診中實時做出輔助決策。這些都可以改善頭部受到嚴重撞擊患者的治療預後。