مغز انسان 10 برابر راحت تر از فوم پلی استایرن متلاشی می شود

محققان از اسکن MRI و یک الگوریتم برای اندازه گیری سفتی مغز و مقاومت در برابر فشار در افراد زنده استفاده کردند

توسط Karmela Padavic-Callaghan

اگرچه به نظر می رسد که آنها از لاستیک ساخته شده اند، اما مغز انسان نرم تر و لطیف تر است. توانایی آنها در تحمل فشار با دال ژلاتینی قابل مقایسه است و راحت تر از فوم پلی استایرن مورد استفاده برای بسته بندی می شکنند.

نیکلاس بنیون در دانشگاه کاردیف در بریتانیا و همکارانش به دنبال توسعه روشی برای به دست آوردن اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر از ویژگی‌های فیزیکی مغز در انسان‌های زنده بودند. بیشتر آنچه که ما در مورد واکنش بافت مغز به ابزارهایی که در طول جراحی مغز و اعصاب به آن دست می زنند می دانیم، از اندام هایی است که بریده شده یا برداشته شده اند و در مواد شیمیایی حفظ شده اند، که می تواند بر سفتی و انعطاف پذیری پارچه ها تأثیر بگذارد.

با ترکیب یک الگوریتم یادگیری ماشینی با اسکن MRI از افرادی که رو به پایین و سپس رو به بالا دراز کشیده بودند تا مکان مغز در داخل جمجمه تغییر کند، محققان توانستند ویژگی‌های مختلف مادی مغز و بافت‌هایی را که آن را به جمجمه متصل می‌کنند، تعیین کنند. جمجمه آنها میزان فروپاشی مغز هنگام فشردن، نحوه واکنش آن در هنگام فشار دادن به پهلو و میزان کشسانی بافت های همبند را تعیین کردند.

«اگر مغزی را انتخاب کنید که به هیچ وجه حفظ نشده است، استحکام آن فوق‌العاده کم است و خیلی راحت از هم می‌پاشد. و احتمالاً بسیار نرمتر از آن چیزی است که اکثر مردم تصور می کنند،” بنیون می گوید.

این تیم دریافتند که مواد مغزی تا 10 برابر راحت‌تر از فوم پلی استایرن فرو می‌ریزند و مقاومت آن در برابر رانش جانبی تقریباً یک هزارم آن چیزی است که اگر لاستیک باشد، می‌باشد، به این معنی که لخت بودن آن با یک صفحه ژلاتینی قابل مقایسه است. . بنیون می گوید این الگوریتم محاسبه کرده است که بافت های متصل کننده مغز به جمجمه نیز به اندازه کافی نرم هستند، شاید برای جلوگیری از حرکت بیش از حد ناگهانی مغز.

اگرچه محققان مدت‌هاست که می‌دانستند مغزها بسیار نرم و بسیار شکننده هستند، اما مطالعه جدید این تصور را به اندازه کافی دقیق می‌کند تا روش‌های جراحی حساس را بهتر اطلاع‌رسانی کند. الن کوهل در دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا

با این حال، روش جدید ممکن است به طور کامل نشان ندهد که چگونه مغز در حین حرکات خشن‌تر از تغییرات موقعیت، مانند ضربه به سر در ورزش‌های ضربه‌ای یا تصادف رانندگی می‌پیچد. کریستین ون ویلیت در موسسه فناوری ماساچوست در این شرایط، جریان مایعات در مغز می تواند خواص مواد آن را تغییر دهد.

این تیم امیدوار است که اکنون بتوان از مدل آنها برای پیش بینی تغییرات مغزی که در طول عمل جراحی برای هر بیمار بر اساس اسکن های MRI قبل از عمل رخ می دهد، استفاده کرد. این می‌تواند نیاز به قرار دادن و قرار دادن مجدد ابزارها را در مغز تا زمانی که به نقطه مناسب برخورد کند، برطرف کند، و روش‌ها را کمتر تهاجمی کند.

ارجاع: Journal of the Royal Society Interface, DOI: 10.1098/rsif.2022.0557