축구 선수가 머리에 큰 타격을 입히고 그의 "벨 런그"를 얻을 때, 그것은 표현 이상입니다. 실제 벨과 마찬가지로 플레이어의 뇌는 다른 주파수에서 진동 할 수 있다고 새로운 모델링 연구는 알 수 있습니다. 결과는 뇌진탕이 두개골과의 뇌 충돌에서 비롯된 것이 아니라 조직의 스트레칭 및 전단에서 울림이 뇌 내에서 깊이 유발한다는 개념을 강화시킨다. 연구원들은 더 나은 헬멧이 가장 손상된 저주파 진동을 약화 시키도록 설계 될 수 있다고 제안합니다.
이 연구는 뇌진탕의 모델링을 크게 단순화 할 수 있다고 미주리 주 세인트 루이스에있는 워싱턴 대학교 (Washington University)의 헤드 영향을 전문으로하는 기계 엔지니어 인 필립 베이 리 (Philip Bayly)는 말했다. "나에게 그것은 그것이 가장 중요한 것"이라고 그는 말했다. "이것은 지배적 인 저주파이며 몇 가지 저주파 모드로 뇌를 시뮬레이션 할 수 있습니다."
.매년 수십만 명의 미국인들이 스포츠 나 다른 레크리에이션 활동에 참여하면서 뇌진탕을 겪습니다. 그러나 과학자들은 머리에 타격이 어떻게 부상을 일으키는 지 정확히 알지 못합니다. 대중적인 개념에서, 뇌진탕은 두개골이 갑자기 멈추고 대시 보드로 날아가는 자동차 운전자와 같이 뇌가 충돌 할 때 발생합니다. 그러나 연구에 따르면 뇌진탕이 더 복잡하다는 것을 알 수 있습니다. 예를 들어, 스케이트 보더의 헤드가 포장 도로로 옆으로 슬램을 때릴 때 발생할 수있는 두개골의 폭력적인 회전은 단순한 갑작스런 정지보다 더 많은 피해를 줄 수 있습니다. 임상 데이터는 또한 뇌진탕이 뇌의 반구 사이의 다리 인 코퍼스 캘리섬 주위의 변형과 같은 심각성이 내부의 손상과 관련이 있기 때문에 뇌의 표면보다 더 많은 것을 포함한다고 제안합니다.
.캘리포니아 주 팔로 알토에있는 스탠포드 대학교의 생물 공학자 인 데이비드 카마 릴로 (David Camarillo)와 동료들은 헤드에 닿는 동안 실제로 어떤 일이 발생하는지 더 잘 결정하기 위해 캘리포니아 팔로 알토에있는 스탠포드 대학교 (Stanford University)의 바이오 엔지니어 인 데이비드 카마 릴로 (David Camarillo)와 가속도계와 gyroscopes가 장착 된 31 명의 스탠포드 축구 선수들을 입어서 31 개의 스탠포드 축구 선수들을 복장하여 실제 타격에 대한 데이터를 수집했습니다. 뇌진탕을 초래 한 두 가지를 포함하여 189 개의 게임 내 충돌에 대한 데이터를 사용하여, 연구원들은 뇌가 각각의 히트에 기계적으로 어떻게 반응했는지 시뮬레이션하여 주로 사이 핸들에서 파생 된 다양한 뇌 조직의 재료 특성에 대한 데이터를 사용했습니다.
.각각의 타격은 뇌가 몇 분의 1 초 동안 복잡한 방식으로 흔들리는 것을 설정했다고 팀은 밝혔다. 연구원들은 그 움직임을 동적 모드로, 즉 독특한 주파수를 가진 모션 패턴으로 나누었습니다. 충격을 받으면 뇌는 초당 약 30 사이클에서 가장 격렬하게 진동하며 피아노에서 두 번째로 낮은 키와 거의 동일한 주파수를 발사합니다. 연구원들은 오늘 Physical Review Letters 에서보고합니다. . 평균적으로, 초당 33 사이클 미만의 모드는 뇌에 부여 된 총 에너지의 75%를 흡수합니다.
또한, 뉴저지 호보 켄에있는 Stevens Institute of Technology의 뇌 생체 역학 전문가이자 논문의 저자 인 Mehmet Kurt는 더 어려운 영향이 더 많은 모드를 자극한다고 말합니다. 그는 다른 모드가 뇌의 다른 부분에서 움직임을 강조하기 때문에 이웃 영역이 다른 주파수에서 진동 할 수 있기 때문에 핵심 일 수 있다고 그는 말했다. 예를 들어, 플레이어가 의식을 잃어버린 히트의 모델링은 충돌에서 코퍼스 칼로섬이 주변 백질보다 높은 빈도로 진동했음을 보여줍니다. 이웃 뇌 영역이 서로 다른 주파수에서 진동 할 때 몇 번의 사이클 동안 진동이 지속 되더라도, 그 조직의 스트레칭과 전단이 증가한다고 Kurt는 설명합니다.
.커트는이 분석은 뇌진탕 연구원들에게 나쁜 소식과 좋은 소식 일 수 있다고 말했다. "한편으로, 우리는"이 문제는 당신이 생각하는 것보다 더 복잡합니다. " 반면에, 우리는 그것을 연구 할 올바른 도구가있을 수 있다고 말합니다. "예를 들어, Bayly는 다른 모드의 움직임을 비교함으로써 연구자들은 손상이 가장 취약한 뇌 영역을 정확히 찾아 낼 수 있습니다. 또한 헬멧 제조업체는 가장 피해를주는 주파수를 축축시키는 설계를 목표로 할 수 있습니다.
.그러나이 작품에는 미국 물리 사회 웹 사이트 연구에 대한 논평을 쓴 Bayly는이 작품에는 경고와 함께 제공됩니다. 히트 중에 측정 된 가속화로부터 뇌의 운동을 도출하기 위해, 연구원들은 강성 및 에너지를 흡수하기위한 성향과 같은 뇌 조직의 기계적 특성의 추정치에 의존한다. 윤리적 인 이유로, 이러한 특성은 부상 유발 조건 하에서 살아있는 뇌에서 측정 할 수 없다고 Bayly는 지적했다. 따라서 뇌 재료의 기계적 특성은 "강철과 알루미늄의 것만 큼 잘 알려져 있지 않다"고 그는 지적했다.
이 한계를 극복하기 위해 Bayly는 연구자들이 실험실의 피험자에게 안전하게 가해 질 수 있고 적절한 조건 하에서 살아있는 뇌의 재료 특성을 자성 공명 상상으로부터 추론 할 수있는 실험실의 피험자에 안전하게 가해질 수있는 미친 충돌에 적용함으로써 그들의 기술을 다음에 검증 할 것을 제안합니다. 그는 모델링을 성공적으로 테스트에 넣으면 더 강한 히트에 대한 영향에 대한 신뢰를 높일 것이라고 그는 말했다. "정말 흥미롭고 아마도 다음 단계 일 것입니다."
.
