Istnieją dwa sposoby, żeby zbadać, jakiego rodzaju uszkodzenia w mózgu wywołuje takie uderzenie. Pierwszy to badania ciał osób z obrażeniami czaszki, przeprowadzone w kostnicy lub szpitalu. Drugi – doświadczenia na zwierzętach. Obie te metody mają swoje zalety i wady, lecz żadna z nich nie pozwala na bezpośrednią obserwację tego, co właściwie dzieje się w mózgu w momencie uderzenia. Jedynie rezultaty dynamicznych badań przyniosłyby odpowiedź na to, dlaczego pacjenci, którzy doświadczyli urazów mózgu wskutek wypadku samochodowego mają kiepskie wyniki w testach na koncentrację, pamięć czy koordynację ruchów.
Paul Taylor z Sandia National Laboratories i Corey Ford z University of New Mexico postanowili znaleźć odpowiedź na te pytania. Naukowcy postanowili stworzyć na superkomputerze symulację uderzenia głowy w przeszkodę. Eksperyment powinien wyjaśnić, co dzieje się w mózgu człowieka, który samochodem jadącym z prędkością około 60 km/h wjeżdża na przykład w ścianę, zapominając zapiąć pasy bezpieczeństwa.
W celu przeprowadzenia tego badania naukowcy stworzyli komputerowy model głowy kobiety z trzema różnymi typami tkanek: czaszka, tkanka mózgowa i płyn mózgowy, a następnie wprowadzili do komputera charakterystykę fizyczną tych tkanek i stworzyli matematyczny model uderzenia.
Okazało się, że w ciągu zaledwie milisekundy po zderzeniu głowy z przednią szybą samochodu w mózgu może dojść do poważnych uszkodzeń, pomimo tego, że przemieszczenie głowy i mózgu jest w tym momencie niewielkie, gdyż prędkość nie jest maksymalna. Przyczynę naukowcy upatrują w falach uderzeniowych, które idą od punktu uderzenia wewnątrz mózgu, odbijają się od ścian czaszki i znów przebiegają po wnętrzu głowy. W chwili przechodzenia tych fal w określonych punktach mózgu ciśnienie może osiągnąć 30 atmosfer.
W trakcie danych badań autorzy otrzymali obraz zmian tych skupień z wysoką rozdzielczością zarówno w czasie, jak i w przestrzeni. Jedną milisekundę uderzenia komputer rozłożył na olbrzymią liczbę kadrów. Dwaj badacze zamierzają jeszcze bardziej zwiększyć rozdzielczość swojego modelu, żeby lepiej zrozumieć mechanizm uszkodzeń w różnych częściach mózgu.
Takie informacje przydadzą się nie tylko lekarzom, lecz również projektantom odzieży ochronnej (kasków, hełmów). JSL
źródło: www.sandia.gov