劇烈運動保護好頭！即使戴著頭盔，也是會被撞傻的…
山地自行車，冰上速滑，橄欖球等等，這些妙趣橫生的運動，在帶給人類心跳和刺激的同時，也存在一定的危險性：稍有不慎就有可能帶來不同程度的損傷，而頭部作為重要而脆弱的部位，往往受到更多的關注和保護——通常人們在運動的時候都會選擇佩戴頭盔。
文 / Mary
頭盔真的能給寶寶你足夠的安全么？
要注意的是
頭盔設計的初衷是用來防止顱骨骨折的
用來保護頭部免於腦震蕩就心有餘而力不足了
神經大條的朋友可能就會說
不能避免腦震蕩那就算了吧
只要不骨折死不了不就行了
事實並非如此
統計發現自行車運動是誘發兒童腦震蕩的主要原因
有調查數據顯示，長期反覆的腦震蕩
會引起早發性痴呆
人傻
可是一輩子的事啊
那麼，腦震蕩究竟是怎樣一個過程呢？
讓我們先來看看網上美國疾控中心的模擬動畫
可以看見當頭部向前運動時
大腦由於慣性仍然停留在原來的位置
隨後大腦也向前運動了
撞擊到頭蓋骨後被彈回
沖向另一邊的頭蓋骨
來回震蕩，造成外部損傷
這個畫面和你之前想像的一樣么？
然而事實真的如此么？
答案是否定的。
實際上顱骨頂部的空間是很小的
只有幾毫米的縫隙
充滿了保護作用的腦脊液
因此大腦在撞擊後震蕩的幅度是很小的
而且大腦也不是一坨剛性物體
在顱骨內也不是橫衝直撞的
它其實是身體中最柔軟的物質
像果凍一樣
當頭部前後運動時
大腦在頭骨內扭曲翻轉
組織被不同程度的拉伸
因此多數專家認為
腦震蕩並非簡單的表面損傷
而是靠近大腦中心的深層損傷
可見腦震蕩造成的損傷可不是簡單的「皮肉之傷」
而是深入核心的要害之傷
怎樣才能避免這種傷害呢
要解決這個問題
我們首先得研究腦震蕩的機理
研究手段是什麼呢？
對，就是下面這個小裝置：
帶有感測器的保護牙套
其中的感測器本質上和加速度計，陀螺儀並無二致
當頭部發生撞擊時
這個牙套就可以記錄頭部的運動過程
每秒鐘可以採集上千個數據樣本
身上那麼多零件
為什麼非要把感測器放在牙套里呢？
這是因為牙齒是身體中最堅硬的部分之一
與頭骨形成了剛性連接
從而獲取了頭骨運動的最精確數據
解決了研究手段的問題
更棘手的問題來了
研究對象上哪去找？
誰願意沒事把腦袋撞來撞去呢
不要慌！這群人還是存在的
那就是斯坦福大學的橄欖球隊的隊員們
值得一提的是牙套里的陀螺儀
它可以測量頭部的轉動慣量
很多專家認為這個數值是弄清楚腦震蕩原理的關鍵數值
下面是數據收集的實況
看得出來運動員撞的不輕
這個過程中我們的牙套收集到了豐富的數據信息
不過這個數據只是反映了頭骨的運動過程
並不能反映出大腦的運動情況
怎麼辦呢？
這裡需要引入一個有限元模型的概念
在這個概念的基礎上構建了如下的模擬模型
這是一個大腦的截面
可以看出大腦組織在撞擊後處於一個拉伸的狀態
不同的顏色代表了不同的拉伸程度
尤其要注意的是圖上的紅色部位
通常這種顏色都出現在大腦的中間區域
這說明腦震蕩實際上是頭部撞擊後大腦旋轉後的結果
為什麼說腦震蕩對大腦影響巨大呢？
這是由人類大腦的獨特構造決定的：
腦葉中存在著一種纖維組織：大腦鐮
鐮從頭的前部貫穿到後部
非常堅硬
因此當頭部受到撞擊左右擺動時
力就會迅速傳遞到大腦的中心部位
圖上的紅圈標記的是正常大腦的腦胼胝體
當頭部受到撞擊時
力傳遞到該處
左右腦就會產生分離的趨勢
久而久之會造成前面提到的創傷性腦病
上圖是一位前橄欖球隊損傷後的大腦
對比可以看出其結構和正常大腦有著顯著不同
胼胝體部分嚴重萎縮，組織漸漸壞死
機理和過程都了解清楚了
下面我們來看看有效避免腦震蕩的解決辦法
受到撞擊後
想要減輕大腦的旋轉震蕩
就得讓大腦和顱骨的運動保持一致
怎麼辦呢？
下面這個看上去又大又春蟲蟲的裝置就能做到這一點
空間越大，緩衝的時間就越長
雖然這個大球不能實際應用到自行車和橄欖球等運動中去
但是其原理還是值得借鑒的
即利用空氣營造額外的空間來防止腦震蕩
於是研究人員開發出了下面這種裝置
當發生摔倒和撞擊時
頸托內的感測器檢測到數據變化
安全氣囊就會自動觸發並彈開
這個氣囊和汽車上的安全氣囊工作原理相同
能有效防止腦震蕩
可以放心做各種劇烈運動了
再也不用擔心本來就不如別人家孩子的大腦
撞來撞去撞的更傻了哈哈
參考資料
[1] http://camlab.stanford.edu/
[2]http://www.ted.com/talks/david_camarillo_why_helmets_don_t_prevent_concussions_and_what_might#t-43839
這款多功能發卡，就像一把瑞士軍刀，太酷了！你每天吃到的農藥，有我的一份功勞庫克氣炸了，這特么誰寫的發布會總結！西方也有疫苗风波？他的一篇假论文酿成15年骗局，祸害无数儿童，英国至今没缓过来西方也有疫苗風波？他的一篇假論文釀成15年騙局，禍害無數兒童，英國至今沒緩過來
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