چگونه می توان بدون ترک خوردن جمجمه مغز مغزی را مطالعه کرد؟ سعی کنید از مخلوط کن تخم مرغ استفاده کنید.
در یک مطالعه جدید منتشر شده در 19 ژانویه در مجله فیزیک سیالات، دانشمندان از چگونگی الهام گرفتند تخم مرغ همزن ها سفیده و زرده ها را مخلوط می کنند بدون اینکه ابتدا پوسته را ترک دهند. این دستگاه به راحتی تخم مرغ ترک خورده را با سرعت بسیار بالایی می چرخاند و این نیرو به مایع درون آن منتقل می شود و زرده را ترک می آورد. به همین ترتیب ، در بیشتر موارد ضربه مغزی صدمات مغزی، دانشمندان می گویند ، جمجمه ترک نمی خورد ، اما مغز هنوز آسیب دیده است.
سلب مسئولیت: هیچ مغزی در ایجاد این مطالعه دخیل نبوده است. در عوض ، محققان از زرده تخم مرغ به عنوان مدل استفاده کردند مغز انسان.
متصل: از مغز دایناسور گرفته تا کنترل فکر – 10 کشف جالب مغز
کیان هونگ وو ، نویسنده ارشد ، آزمایشگاه علوم بیومکانیک سلولی و علوم ورزشی در دانشگاه ویلانووا در پنسیلوانیا ، گفت: “من می گویم این یک مقایسه بسیار وحشیانه است.” “آنها از نظر خصوصیات مواد کاملاً متفاوت هستند.” اول ، زرده تخم مرغ فقط یک ماده دارد – زرده – در حالی که مغز انواع مختلف سلول را در ساختارهای پیچیده مرتب می کند.
با این حال ، تخم مرغ و مغز انسان چندین شباهت کلیدی دارند که می تواند ایده های اولیه را ارائه دهد. فیزیک از ضربه مغزی ، او گفت.
با بررسی مغز ، ما عضوی مخاطی داریم که توسط مایعی به نام مایع مغزی نخاعی (CSF) احاطه شده و در یک ظرف سخت ، جمجمه پیچیده شده است. زرده تخم مرغ نیز از یک ماده نرم و نرم ساخته شده است ، که توسط مایع احاطه شده و در یک ظرف سخت ، پوسته پیچیده شده است. وو و همکارانش متوجه این شباهت ها شدند و با آنها دویدند و آزمایشاتی را ایجاد کردند تا ببینند زرده تحت نیروهای مختلف چگونه تغییر شکل می دهد. آنها دو نوع ضربه مشاهده شده در ضربه مغزی را آزمایش كردند ، از جمله ضربه چرخشی كه باعث چرخش جمجمه می شود و ضربه ترجمه ای كه فقط باعث چرخش جمجمه در فضا می شود بدون آنكه آن را بچرخاند.
آزمایشات آزمایشگاهی آنها با سفر به فروشگاه مواد غذایی آغاز شد ، جایی که آنها تخم مرغ تازه دریافت کردند. برای مشاهده چگونگی تغییر نیرو در زرده ، آنها پوسته تخمها را دور ریخته و سفیده ها و زرده ها را در یک ظرف شفاف قرار می دهند. به این ترتیب آنها می توانند داخل تخمها را مستقیماً مشاهده کنند در حالی که آنها را در یک ظرف جامد نگهداری می کنند. برای آزمایش تأثیر ترجمه ، تیم چکش به وزن 4 کیلوگرم (1.7 کیلوگرم) را روی ظرف 1 متری بالای آن انداختند. برای آزمایشات ضربه چرخشی خود ، آنها ظرف را با یک موتور الکتریکی تا 64 دور در دقیقه چرخاندند.
تیم تحقیقاتی این آزمایشات را با استفاده از یک دوربین پرسرعت ضبط کردند و دریافتند که اثر چرخشی باعث تحول شدید زرده می شود ، در حالی که برای مقایسه ، اثر ترجمه ای تغییرات قابل مشاهده ای ایجاد نمی کند. هنگامی که ظرف شروع به چرخش کرد ، زرده کروی به صورت افقی کشیده شد و “بیضوی” ایجاد کرد. اما شدیدترین تغییر زمانی اتفاق می افتد که چرخش کند شود. با کاهش سرعت چرخش ، مرکز زرده به سمت داخل فشار داده می شود ، و بیضوی افقی را به صفحه عمودی می کشد. در عرض یک ثانیه ، شکل گرد شده به یک دیسک صاف خرد شد.
وقتی چرخش کاملاً متوقف شد ، حدود یک دقیقه طول کشید تا زرده دوباره به یک کره باز شود. نویسندگان خاطرنشان می کنند: “این تغییر شکل بزرگ می تواند صدمات جدی به زرده وارد کند.”
نتیجه گیری؟ اثرات چرخشی شدید می تواند به همان اندازه برای مغز ویرانگر باشد. به عنوان مثال ، وقتی بوکسورها چانه های خود را می پوشند ، سر آنها به سرعت بر روی گردن آنها کلیک می کند و هنگامی که سر دیگر نمی تواند عقب برود ، سرعت خود را به سرعت کاهش می دهند. وو گفت ، این ممکن است توضیح دهد که چرا بوکسورها در صورت ضربه به این راحتی می توانند غش کنند.
در حالی که اثر چرخشی ویرانی بر زرده ایجاد کرد ، آزمایش چکش تغییری نکرد. وو گفت: “این برخلاف شهود بسیار تعجب آور است” ، زیرا انتظار دارید كه نیرو از طریق ظرف سخت و پروتئین های موجود در زرده منتقل شود. وی گفت ، این نتیجه شگفت آور را می توان با این واقعیت توضیح داد که سفید و زرده ها تراکم بسیار مشابهی دارند ، بنابراین در صورت برخورد با چکش ، این دو می توانند به صورت واحدی با هم حرکت کنند. این از تغییر شکل زرده جلوگیری می کند.
از آنجا که مغز دارای تراکم متفاوتی نسبت به مایع مغزی نخاعی اطراف است ، یک استخوان جامد از سر احتمالاً مغز را کمی تحریف می کند. وو گفت ، اما بر اساس آزمایشات آنها ، مغز ممکن است نسبت به اثرات چرخشی حساسیت بیشتری داشته باشد.
در طی یک ضربه مغزی واقعی ، اثرات ترجمه ای و چرخشی به طور همزمان رخ می دهد. وو گفت: “شما واقعاً نمی توانید كاملاً یكی را از دیگری جدا كنید … این همیشه تركیبی از این دو است.”
اکنون که وو و همکارانش فیزیک ضربه مغزی تخم ها را توسعه داده اند ، آنها قصد دارند نتایج خود را در مغز آزمایش کنند. این آزمایشگاه اخیراً یک مغز مصنوعی ایجاد کرده است که با اسکن مغز انسان و احاطه شده توسط جمجمه ای شفاف ، مدل مغزی آن را با آزمایشات سکته مغزی وارد کرده اند. این تیم همچنین در حال بررسی مغزهای جمع آوری شده از موش ها است ، اما وو گفت آنها به دنبال کار با مغز حیوانات زنده در آینده هستند.
وی افزود: آنها همچنین با پزشکان در بیمارستان دانشگاه توماس جفرسون همکاری کردند تا نتایج آزمایشات آزمایشگاهی را با داده های بیماران آسیب دیده مغزی مقایسه کنند. این امر می تواند به اتصال نقاط بین فیزیک مشاهده شده در تخم مرغ و آسیب های واقعی در انسان کمک کند.
در اصل در Live Science منتشر شده است.
منبع: khabar-mojo.ir