Модел, показващ как мозъкът се колебае след силен удар, създадоха шведски и руски инженери. Изследването им потвърди, че основните увреждания на мозъка се получават не от стълкновението с черепа, а от разширяването и свиването на тъканите при колебания с различна честота.

Въпреки интуитивната представа, главна опасност при удара на главата е не твърдата черепна кутия, а самите мозъчни тъкани. Рязкото обръщане на главата при удар в бокса например, може да нанесе на мозъка по-голяма вреда, отколкото внезапното спиране. Освен това, при сътресение на мозъка се уврежда не само неговия външен слой, но и вътрешните области.

Учените разгледали 189 случая на сблъсък на играчи в американски футбол, два от които приключили със сътресение на мозъка. С помощта на датчици, вградени в шлемовете, учените получили данни за ускорението и изменението в положението на главата на всеки спортист в момента на удара.

Така изяснили, че ударите предизвикват сложни колебания, които продължават десетки части от секундата. Инженерите разделили тези колебания по честота и се оказало, че мозъкът се колебае най-силно при честота около 30 Херца. А общо при колебанията с честота по-ниска от 33 Херца се изразходва около 75% от енергията на удара.

Учените забелязали също, че по-силните удари предизвикват по-сложни колебания. Така например при сблъсък, след който играчът губи съзнание, мозъчното мазолесто тяло, намиращо се между двете полукълба, се колебаело с по-голяма честото от тази на околните тъкани, което водело до деформация на тъканите.

Такова моделиране може да бъде полезно при конструирането на шлемове и каски, потискащи най-опасните за мозъка нискочестотни колебания, коментират учените.

Резултатите от изследването им са публикувани в списание Physical Review Letters.