I tuorli d’uovo aiutano gli scienziati a capire come prevenire lesioni cerebrali

Il nostro cervello ondeggia dolcemente all’interno del nostro cranio ogni giorno, proprio come fa un tuorlo d’uovo all’interno dell’albume. Questa è stata l’intuizione degli scienziati che li hanno convinti ad usare il tuorlo di un uovo immerso nella chiara per imitare il cervello umano. Questo ha dato luogo ad un nuovo modo per studiare il movimento del cervello durante un forte impatto che provocherebbe una lesione cerebrale.

Per fare questo gli scienziati hanno utilizzato uno strumento da cucina per miscelare l’uovo così da studiare la fisica che governa la materia morbida in un ambiente liquido. Esaminando la deformazione del tuorlo d’uovo lo studio ha permesso ai ricercatori di comprendere come la materia morbida, come il tessuto cerebrale, si muova e si deformi se esposta a forze esterne. Più sappiamo e possiamo spiegare le forze di concussione che colpiscono il cervello, migliori i ricercatori possono migliorare i sistemi di sicurezza nei veicoli, progettare copricapo per la protezione e aiutare i giocatori sportivi a migliorare la loro tecnica per prevenire lesioni.

La forma più comune e lieve di lesione cerebrale traumatica (TBI) è la commozione cerebrale, e il termine in realtà deriva da una parola latina che significa “tremare violentemente”. Ma c’è spesso confusione sulla meccanica della commozione cerebrale, poiché esistono diversi modi per misurare gli impatti sulla testa e utilizzare tali informazioni per prevedere le lesioni cerebrali. I primi sforzi di ricerca hanno esaminato gli impatti in linea retta o “lineari”, in cui il cervello viene urtato in una direzione e rimbalza sul cranio.

Quindi l’attenzione si è concentrata sulle forze rotazionali che ruotano il cervello all’interno del cranio. Inutile dire che è difficile misurare in che modo il cervello può effettivamente distorcersi in un tale impatto perché non possiamo scrutare dentro le teste mobili delle persone. Ma gli scienziati possono ancora imparare qualcosa ricreando il cervello, avvolto nel suo liquido cerebrospinale, utilizzando materiali simili.

Osservare le lesioni cerebrali in un tuorlo d’uovo

In questo studio, i ricercatori hanno iniziato misurando le caratteristiche del materiale di un tuorlo d’uovo e della sua membrana esterna, in modo da poter quantificare in seguito lo stress che le uova erano sottoposte durante gli esperimenti di laboratorio, che prevedevano due configurazioni.

Il team ha osservato come i tuorli d’uovo si comprimessero e si allungassero in diverse direzioni con un impatto rotazionale accelerato, e anche come non cambiassero affatto con un colpo diretto al contenitore. Quando un contenitore rotante pieno di uova veniva fermato bruscamente, il tuorlo si deformava “tremendamente” a causa dell’impatto rotatorio decelerante e ci voleva circa un minuto perché il tuorlo deformato riprendesse la sua forma rotonda originale.

I risultati di questo studio hanno scoperto che gli impatti rotazionali della testa sono un indicatore migliore del rischio di lesioni cerebrali traumatiche rispetto all’accelerazione lineare. Questi risultati fanno eco al consenso generale sul fatto che il cervello è più sensibile al movimento rotatorio rispetto al movimento lineare. Ma ciò non significa che dovremmo scartare del tutto gli impatti in linea retta, poiché altri ricercatori hanno proposto nuove metriche sugli infortuni che combinano misure di accelerazione lineare e rotazionale della testa per valutare il rischio di commozione cerebrale.

Le lesioni cerebrali sono sicuramente complicate e molte purtroppo non vengono rilevate. Almeno, con questo esperimento intelligente, possiamo vedere l’impatto su noi stessi. Lo studio è stato pubblicato su Physics of Fluids.

Foto di Aline Ponce da Pixabay