头部撞击可能损伤大脑并导致脑震荡

随时进行接触性运动。在某个时候，你可能会用一个强有力的打击或一个强有力的打击打你的“钟”。人们越来越意识到脑震荡的持续影响、轻度创伤性脑损伤和神经系统疾病的强烈影响，这使得科学家们开始关注颅脑损伤期间发生的事情。

史蒂文斯理工学院的机械工程师穆罕默德库尔特(Mehmet Kurt)研究了大脑和头骨在休息和快速头部运动时的生物力学。现在他进行了生物工程模拟，可以跟踪大脑在撞击过程中的行为，重建惯性应力和应变。在刚刚被侧面击中的大脑里。

库尔特说：“当头部受到侧面撞击并经历旋转加速时，大脑不仅会发出铃声，而且会有明显的铃声模式。他的工作可能不仅对脑损伤评估有影响，而且对运动头盔制造商也有影响。寻找可以简单区分“影响”和“无影响”的可测量参数，以帮助行业制定安全标准。这篇论文发表在7月30日的《物理评论应用》杂志上。

通过分析导致脑震荡的大脑运动模拟和人体数据的结合，Kurt和他的团队，包括Stevens研究生Javid Abderezaei，从数值上揭示了头部受到的侧向撞击导致旋转加速，导致机械振动集中在两个大脑区域：colus collosum，连接大脑半球的桥梁，脑室周围区域，以及大脑根部的白质叶，有助于加速肌肉活动。

Kurt和Abderezaei，亚利桑那大学的Kaveh Laksari和伍斯特理工学院的Songbaji发现，头骨的内部几何形状和大脑的凝胶状性质使这两个区域在一定频率下产生共振，并以可接受的方式获得更多的机械能。剪切力高于大脑的其他部分。更大的剪切应变可能会导致更多的组织和细胞损伤，尤其是因为剪切，相反的运动往往比其他生物组织更容易使脑组织变形。

“击打头部会在大脑中产生非线性运动，”Abderezaei说。“这意味着振幅的小幅增加会导致一些结构发生意想不到的大变形。”

在具有一系列组织密度的复杂器官中，这些非线性振动并不令人惊讶。增加坚韧保护膜的抑制作用，尤其是镰刀和遮阳篷，让大脑从上而下保持在原位，部分区域不可避免地会在侧搏中变差。

识别侧面撞击中大脑最危险的部分，使其成为进一步研究的主要目标，以寻求对撞击中脑震荡和详细大脑行为的洞察。这些知识不会很快到来。每年，超过30万美国儿童和青少年遭受与运动相关的脑震荡。

2018年，库尔特和他的同事获得了维齐斯候选人的获奖视频，展示了大脑如何在每次心跳时休息。

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