Sembra abbastanza semplice:prendere un duro colpo alla testa può farti venire una commozione cerebrale. Ma, I ricercatori di Stanford riferiscono il 30 marzo in Lettere di revisione fisica , nella maggior parte dei casi, il collegamento è tutt'altro che semplice.

Combinando i dati registrati dai giocatori di calcio con simulazioni al computer del cervello, un team che lavora con David Camarillo, un assistente professore di bioingegneria, hanno scoperto che le commozioni cerebrali e altre lievi lesioni cerebrali traumatiche sembrano insorgere quando un'area profonda all'interno del cervello si scuote più rapidamente e intensamente rispetto alle aree circostanti. Ma, hanno anche scoperto che la complessità meccanica del cervello significa che non esiste una relazione diretta tra le diverse protuberanze, gira e colpi alla testa e la probabilità di lesioni.

"La commozione cerebrale è un'epidemia silenziosa che sta colpendo milioni di persone, " disse Mehmet Kurt, un ex borsista post-dottorato nel laboratorio di Camarillo. Kurt e Kaveh Laksari, anche un ex borsista postdottorato con Camarillo, sono co-autori principali del documento. Eppure, esattamente come si verificano le commozioni cerebrali rimane un mistero. "Quello che stavamo cercando di fare è capire la biomeccanica del cervello durante un impatto". Armato di quella comprensione, Kurt ha detto, gli ingegneri potrebbero diagnosticare meglio, trattare e, auspicabilmente, prevenire la commozione cerebrale.

Scuotere il cervello

Negli studi precedenti, Il laboratorio di Camarillo aveva dotato 31 giocatori di football del college di speciali paradenti che registravano come si muovevano le teste dei giocatori dopo un impatto, compresi alcuni casi in cui i giocatori hanno subito commozioni cerebrali.

L'idea di Laksari e Kurt era di usare quei dati, insieme a dati simili dei giocatori della NFL, come input per un modello computerizzato del cervello. Quel modo, potrebbero provare a dedurre cosa è successo nel cervello che ha portato a una commozione cerebrale. In particolare, potrebbero andare oltre modelli relativamente semplici che si concentrano su uno o due parametri, come la massima accelerazione della testa durante un impatto.

La differenza fondamentale tra gli impatti che hanno portato a commozioni cerebrali e quelli che non lo hanno fatto, i ricercatori hanno scoperto, aveva a che fare con come - e soprattutto dove - il cervello trema. Dopo un colpo medio, il modello al computer dei ricercatori suggerisce che il cervello si scuote avanti e indietro circa 30 volte al secondo in modo abbastanza uniforme; questo è, la maggior parte delle parti del cervello si muovono all'unisono.

Nei casi di lesioni, il movimento del cervello è più complesso. Invece del cervello che si muove in gran parte all'unisono, un'area profonda del cervello chiamata corpo calloso - che collega le metà sinistra e destra del cervello - si scuote più rapidamente delle aree circostanti, mettendo a dura prova quei tessuti.

Ulteriori complicazioni

Le simulazioni di commozione cerebrale che puntano al corpo calloso sono coerenti con le osservazioni empiriche:i pazienti con commozione cerebrale hanno spesso danni nel corpo calloso. Però, Laksari e Kurt sottolineano che i loro risultati sono previsioni che devono essere testate più ampiamente in laboratorio, o con cervelli animali o cervelli umani che sono stati donati per studi scientifici. "Osservare questo negli esperimenti sarà molto impegnativo, ma questo sarebbe un importante passo successivo, "Ha detto Laksari.

Forse altrettanto importanti degli esperimenti fisici sono le simulazioni aggiuntive per chiarire la relazione tra gli impatti della testa e il movimento del cervello - in particolare, quali tipi di impatti danno origine al movimento complesso che sembra essere responsabile di commozioni cerebrali e altre lievi lesioni cerebrali traumatiche. Sulla base degli studi che hanno fatto finora, Laksari ha detto, sanno solo che la relazione è molto complessa.

Ancora, il guadagno per scoprire quella relazione potrebbe essere enorme. Se gli scienziati capissero meglio come si muove il cervello dopo un impatto e quale movimento provoca il maggior danno, Kurt ha detto, "possiamo progettare caschi migliori, possiamo ideare tecnologie in grado di eseguire diagnosi in loco, per esempio nel calcio, e potenzialmente prendere decisioni a margine in tempo reale, "Tutto ciò potrebbe migliorare i risultati per coloro che prendono un brutto colpo alla testa.