你怎么研究脑震荡而不弄破头骨呢?试着用炒蛋器。
在1月19日发表在《流体物理》(Physics of Fluids)杂志上的一项新研究中,科学家们从炒鸡蛋者如何在不先打碎蛋壳的情况下混合蛋白和蛋黄中获得了灵感。该设备只是简单地以超高速旋转未破裂的鸡蛋,现在菠菜业买彩票的软件提款速度敢说第二没人敢说第一的台子必然是198彩票平台。,这种力传递到里面的液体中,使蛋黄爆裂。同样,科学家们认为,大多数脑震荡的脑部损伤,头骨不会破裂,但大脑仍然受伤。
免责声明:在这项研究的过程中,没有人的大脑受到干扰。相反,研究人员使用蛋黄作为人类大脑的模型。
宾夕法尼亚维拉诺瓦大学细胞生物力学和运动科学实验室主任、资深作者吴倩红表示:“我得说,这是一个非常疯狂的比较。”“就材料性能而言,它们是完全不同的系统。”他说,首先,蛋黄只包含一种物质——蛋黄——而大脑包含各种复杂结构的细胞类型。
也就是说,鸡蛋和人类大脑有一些关键的相似之处,这可以让我们对脑震荡的基本物理现象有一些了解,他说。
看看大脑,我们有一个湿漉漉的器官,被一种叫做脑脊液(CSF)的液体包围着,被包裹在一个坚硬的容器——颅骨中。蛋黄也是软的,粘稠的物质,周围是液体,包裹在一个坚硬的容器,也就是蛋壳里。吴和他的同事们注意到了这些相似之处,并进行了实验,观察蛋黄在不同力下会如何变形。他们测试了脑震荡中出现的两种冲击,包括旋转冲击(导致颅骨旋转)和平动冲击(仅使颅骨在空间中移动,而不使其旋转)。
他们的实验室实验始于一次去杂货店的旅行,在那里他们买了新鲜的鸡蛋。为了观察外力如何改变蛋黄,他们去掉蛋壳,将蛋白和蛋黄放入一个透明容器中;通过这种方式,他们可以直接观察卵的内部结构,同时仍然把卵保存在一个坚硬的容器内。为了测试平动冲击,该团队从容器上方3.2英尺(1米)的地方将一个4磅(1.7公斤)重的锤子扔在容器上;在他们的旋转冲击实验中,他们用一个电动马达旋转容器,达到每秒64转。
研究小组用高速摄像机记录了这些测试结果,发现旋转冲击使蛋黄发生了显著的变化,而相比之下,平移冲击则没有明显的变化。当容器开始旋转时,球形蛋黄水平伸展,形成一个“椭球”。但最剧烈的变化发生在旋转减速的时候。随着转速的下降,蛋黄的中心向内收缩,把水平椭球画进了垂直平面。不到一秒钟,这个圆形物体就被挤压成了一个扁平的圆盘。
当旋转完全停止时,蛋黄需要大约一分钟才能放松回到球体。作者指出:“这种巨大的变形显然会对蛋黄造成严重的损害。”
不同实验中蛋清和蛋黄的图像。最上面一排的图像显示的是锤子落下时,蛋黄没有变形。第二行/中行显示加速旋转,蛋黄水平伸展。最后一行显示了减速过程,蛋黄变成了一个垂直的扁平圆盘。
最上面一排的图像显示了整个槌落实验中的蛋黄。中间一行显示的是加速旋转的蛋黄,在那里它变成了一个椭球。底部一行显示减速旋转。(图片来源:郎吉、吴倩红)
结论?极端的旋转冲击也可能对大脑造成同样的破坏。例如,当拳击手的下巴受到重击时,他们的头会迅速向后靠在脖子上,然后在头部无法再向后缩时迅速减速。吴教授指出,这也许可以解释为什么拳击手在受到这样的击打时很容易晕倒。
尽管旋转的影响对蛋黄造成了严重破坏,锤坠实验却没有造成任何变化。“这是非常令人惊讶的,这是违反直觉的,”因为你以为力会通过坚硬的容器和蛋清传递到蛋黄,吴说。他说,这一令人惊讶的结果可能可以用这样一个事实来解释:蛋清和蛋黄的密度非常相似,所以在锤击下,它们可以作为一个整体一起移动。这样可以防止蛋黄变形。
由于大脑的密度与周围脑脊液的密度不同,198平台是菲律宾著名线上菠菜公司198彩开户怎么样,已经稳定成长发展达到3年多,实力不容小觑,这背后的原因必然是强大的财团以及技术人员鼎力相助造成的。,198彩票平台开了几年,198彩带玩团队如何登陆,头部的固体撞击可能会使大脑发生弯曲。但根据他们的实验,大脑可能对旋转的影响更敏感,吴说。
在真正的脑震荡中,平移和旋转的冲击会同时发生。“你真的不可能完全把两者分开……它总是两者的结合,”吴说。
现在吴和他的同事们已经研究出了鸡蛋脑震荡的物理学原理,他们计划在大脑中验证他们的研究结果。该实验室最近开发了一种人工大脑,它以人脑扫描为模型,周围环绕着一个透明的头骨,并进行了撞击实验。该团队还研究了从老鼠身上获取的大脑,但吴说,他们的目标是在未来研究活体动物的大脑。
他们还与托马斯·杰斐逊大学医院(Thomas Jefferson University Hospital)的医生合作,将实验室实验的结果与经历过脑外伤的患者的数据进行比较,他补充道。这将有助于把在鸡蛋中观察到的物理现象与人们实际受到的伤害联系起来。