뇌는 갑작스런 충격을 받게되면 어떻게될까?

머리에 물리적 인 충격을 받는 경우가 많은 권투와 축구, 미식 축구 선수는, "만성 외상성 뇌 질환", 속된 말로 펀치드랭키를 앓는 경우가 많다. 실제로 외부로부터 물리적 인 충격을 받았을 때, 두개골 안에있는 뇌가 어떤 느낌으로 흔려져버리는지, 계란 노른자를 사용하여 검증 한 논문이 발표되었다.

 


두개골 안에는 뇌척수액으로 채워져 있으며, 뇌는 그 안에 떠있는 상태이다. 지금까지의 연구에서는, 부드러운 물질이 액체 속에서 변형하는 경우, 액체의 흐름이 급격히 변화하여 일어나는 것으로 나타났다.

미국 빌라노바 대학의 Qianhong Wu 씨가 이끄는 연구팀은 새롭게 "두개골을 부수는것 없이 뇌를 손상 할 가능성이 있는지 여부"에 대해 딱딱한 껍질안에 달걀 흰자 속에 떠있는 노른자를 사용하여 조사했다.

 


연구팀이 준비한 실험 장치는 다음과 같은것. A의 장치는, (a)의 용기에 달걀 흰자와 노른자가 들어 있으며, (c)의 추가 위에서 떨어지는 것으로 충격을 준다는 것. B의 장치는, (g)의 모터에 달걀 흰자와 노른자가 들어간 용기를 회전시키는 것으로 되어있다. 

 


 

실험을 해보니, 수직으로 충격을 주는 A의 장치에서는, 다음과 같이 노른자는 거의 변형하지 않고, 타원형의 모양을 유지...


그러나, 회전의 충격 B의 장치는 노른자는 곧 크게 변형되었고, 한번 수평 방향으로 늘어난 뒤, 연직 방향으로 반경이 커졌다. 어떤 느낌으로 변형되는 것인가는 다음 사진을 보면 알 수있다.

 

 


연구팀은, 이 변형이 노른자 만의 특성이 아닌 것을 확인하기위해, 인공 이크라에 사용되는 알긴산 칼슘 캡슙을 젖산 칼슘 용액에 가라 앉혀 같은 실험을 실시한 결과, 달걀 노른자와 같은 결과를 얻을 수 있었다는 것. 

이 때문에, 연구팀은 "액체 환경에서 부드러운 물질의 변형으로 이어질 주요 메커니즘은, 생물학적 인 반응이 아니라 기계적인 힘의 결과이다"라고 주장했다. 또한 "회전, 특히 느린 회전에 의한 원심력은 뇌에 유해한 충격이된다"고 주장하고있다.

Wu 씨는, "예를 들어 권투 선수가 턱에 날카로운 타격을 주었을 때, 턱으로부터 가장 먼 지점에 있을 것으로 생각되는, 머리가 회전하는 속도의 가감이 가장 커질 가능성이 있습니다"라고 코멘트하고, 펀치의 직선적 인 충격보다 주먹으로 머리가 좌우로 흔들릴 수있는 충격이 더 뇌에 미치는 영향이 크다고 지적하고있다. 또한 Wu 씨는 "이 연구는 뇌뿐만 아니라 혈액의 적혈구의 연구에도 응용할 수 있습니다"라고 강조.