Els investigadors exploren la complexa naturalesa de les commocions

Combinant dades registrades per jugadors de futbol amb simulacions informàtiques del cervell, un equip que treballa amb David Camarillo, un professor assistent de bioenginyeria, va trobar que les commocions i altres lesions cerebrals traumàtiques lleus semblen sorgir quan una àrea profunda dins del cervell es sacseja amb més rapidesa i intensitat que les àrees circumdants. Però també van trobar que la complexitat mecànica del cervell no significa que hi hagi una relació directa entre diferents cops, girs i la probabilitat de lesió.

La commoció és una epidèmia silenciosa que afecta a milions de persones. De fet, com sorgeixen les commocions segueix sent quelcom un misteri. El que es va intentar fer va ser comprendre la biomecànica del cervell durant un impacte, de manera que els enginyers podrien diagnosticar millor, tractar i prevenir la commoció.

Sacsejant el cervell
En estudis anteriors, s'havia equipat a 31 jugadors de futbol universitari amb protectors especials que recordaven el moviment dels caps dels jugadors després d'un impacte, incloent alguns casos en què els jugadors van patir commocions.
La idea de Laksari i Kurt era utilitzar aquestes dades, juntament amb dades similars dels jugadors de la NFL, com a entrades a un model informàtic del cervell. D'aquesta manera, es podria intentar inferir el que va passar al cervell que va provocar una commocions. En particular, es podria anar més enllà dels models relativament simples, de manera que es van centrar en només un o dos paràmetres, com ara l'acceleració màxima del cap durant un impacte.

La diferència clau entre els impactes que van provocar conmocions i els que no, tenien a veure amb la manera i, el més important, on el cervell es sacseja. Després d'un èxit mitjà, el model informàtic dels investigadors suggereix que el cervell es retroba 30 vegades per segon d'una manera bastant uniforme; és a dir, la majoria de les parts del cervell es mouen al uníson.
En casos de lesió, el moviment del cervell és més complex. En comptes que el cervell es desplaci en gran mesura a l'uníson, una àrea profunda d'aquest anomenada corpus callosum, que connecta les meitats esquerra i dreta del cervell, sacseja amb més rapidesa que les àrees circumdants, situant una tensió significativa en aquests teixits.

Noves complicacions
Les simulacions de commocions que apunten al corpus callosum són coherents amb les observacions empíriques: els pacients amb commocions solen tenir danys en el corpus callosum. No obstant això, Laksari i Kurt subratllen que les seves troballes són prediccions que han de ser provades més àmpliament en el laboratori, ja sigui amb cervells d'animals o cervells humans que han estat donats per estudis científics. Observar això en experiments serà molt desafiant, però aquest seria un pas molt important.
Potser tan important com els experiments físics, són les simulacions addicionals per aclarir la relació entre els impactes del cap i el moviment del cervell, en particular, quins tipus d'impactes donen lloc al moviment complex que sembla ser el responsable de les commocions i altres lesions cerebrals traumàtiques lleus. Segons els estudis que han fet fins ara, només se sap que la relació és molt complexa.

Tot i això, la recompensa per descobrir aquesta relació podria ser enorme. Si els científics entenen millor com el cervell es mou després d'un impacte i quin moviment causa el major dany, es podrien dissenyar millors cascs, es podrien idear tecnologies que poguessin fer diagnòstics in situ. Per exemple en el futbol i, potencialment, prendre decisions secundàries en temps real, de manera que totes juntes, podrien millorar les conseqüències per a aquells que pateixen un fort cop al cap.

Font: Universitat de Stanford