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发现颈部紧张的肌肉略微减少了头部加速度



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如果你想要先做某事,你的反射可能是紧张你的脖子并稳定你的头脑。但根据斯坦福大学的最新研究,这可能不是避免脑震荡的最好方法。相反,研究结果表明,你的头部位置比你是否紧张脖子更重要。

这一切都归结为你的头部在撞击后如何加速向后加速,一些人认为这是控制脑震荡风险的主要因素。该工作于8月20日在IEEE生物医学工程学报上发表。我们发现你的软组织

  • 肌肉,韧带和肌腱 –
    在撞击后立即决定你的头部是如何旋转的,这真的很有趣,该论文的第一作者,研究生的迈克尔凡顿说。生物工程助理教授David
    Camarillo的实验室。即使你的头颈角度有一些变化,也可以真正改变你的头部旋转的程度,因此可能会有脑震荡的风险。研究人员在一个人类头部和颈部模型中发现了他们的发现,但证实了他们在啄木鸟的类似模型中发现了什么,这种啄木鸟在啄孔时可以承受极端的加速度。事实证明,它们也可能部分受到啄食角度的保护。

一个大惊喜

在此前由新文章的合着者卡尔文郭(Calvin
Kuo)领导的一项研究中,该小组在今年春天毕业并获得博士学位,该小组将微型砝码与人们的头部相连,使其向后倾斜。然后他们监控了参与者放松或拉紧脖子后头部的移动情况。由此,该小组构建了一个简单的计算机模型,重新创建了头部向前和向后倾斜的方式。

研究人员使用这种模型进行了模拟,复制了低冲击力,发现颈部紧张的肌肉略微减少了头部加速度。但是他们还扩展了这些模拟,包括更高的力量冲击

  • 可能导致脑震荡的类型,例如某人可能会从自行车上掉下来的东西 –
    结果大不相同。当观察快速,坚硬的撞击时,颈部肌肉是否紧张或放松似乎并不重要。最初,我们认为你的颈部肌肉可能会影响头部加速,我们想知道这是否提供了另一种减少脑损伤的策略,Fanton说。令人惊讶的是,在这些持续时间较短的撞击中,颈部肌肉并没有做很多事情。

定位的重要性

研究人员还很好奇头部和颈部的位置是否会在一次剧烈的快速击中后改变前后加速度。他们进行模拟,头部位于各种角度,发现位置的微小变化可能意味着高和低震荡风险之间的差异。他们的结果表明,头部的角度和撞击的位置都会影响头部的后续旋转。

所有这些都提出了啄木鸟如何能够承受如此大的冲击的问题 –
被认为产生的正面加速度是运动员严重脑震荡的10倍。因此,研究人员创建了一个简化的啄木鸟头颈模型,并通过他们在人体模拟中运行的相同定位测试来运行它。他们发现,位置的微小变化可能会大大改变鸟儿所经历的头部加速度。当研究人员将他们的模型与真正的啄木鸟在啄食时保持自己的方式对齐时,他们注意到旋转加速度非常低。然而,该组织告诫说,单独的位置可能无法解释啄木鸟抵御这些力量的能力。科学家们已经提出他们的大脑大小和喙的特征可能是减轻因素。

专注于预防

虽然卡马里奥实验室和其他人都发现颈部肌肉和韧带可能无法阻止导致脑震荡的头部运动,但颈部定位并不是一个简单的解决方案。可以防止脑震荡的位置可能会使人们更容易受到其他伤害,例如瘫痪,以及保护一个人的因素可能会增加另一个参与相同影响的人的伤害风险。发现头部对定位的微小变化有多敏感,这对头盔和其他防护设备的设计有影响,卡马里奥说。例如,足球中的面罩是否可以提供一个杠杆臂,增加头部的旋转,从而有脑震荡的风险?下坡山地自行车头盔是否以大脑为代价保护下巴?我们希望使用这个模型我们已经开发出来以确定更好的头盔设计几何形状,并可能用于指导如何支撑冲击力。最终,Camarillo希望这种建模工作有助于开发更好的预防头部受伤的方法。

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