शोधकर्ताओं का अनुकरण, क्षति का आकलन करने के लिए मस्तिष्क की कोशिकाओं की वजह से बुलबुले के दौरान सिर आघात — ScienceDaily


कहना है कि वहाँ एक बम हमले में एक सैन्य बेस है. कुछ सैनिकों के पीड़ित concussions और मस्तिष्क की चोटों । सकता है के कुछ चोटों की वजह से हो सकता है कि छोटे बुलबुले फार्म और पतन के भीतर खोपड़ी के दौरान सिर आघात?

इओवा राज्य विश्वविद्यालय में शोधकर्ताओं, के समर्थन के साथ से अनुदान के कार्यालय की नौसेना अनुसंधान, का उपयोग कर रहे हैं उनकी विशेषज्ञता के निर्माण के साथ microstructures के लिए अध्ययन और वर्णन करने के लिए क्षति मस्तिष्क की कोशिकाओं के गठन की वजह से और पतन के सूक्ष्मबुद्बुद-एक प्रक्रिया के रूप में जाना जाता cavitation.

शोधकर्ताओं ने अपने निष्कर्षों को रिपोर्ट में एक कागज के कवर पर छपा जुलाई 2020 के मुद्दे रिसर्च जर्नल वैश्विक चुनौतियों. प्रमुख लेखकों में हैं निकोल हाशमी, एक आयोवा राज्य के एसोसिएट प्रोफेसर, मैकेनिकल इंजीनियरिंग, और एलेक्स Wrede, एक पूर्व छात्र डॉक्टरेट और postdoctoral शोध सहयोगी में हाशमी की प्रयोगशाला है.

शोधकर्ताओं लिखें कि सूक्ष्मबुद्बुद माइक्रोन में मापा जाता है-कि millionths एक मीटर — कर सकते हैं के रूप में मस्तिष्क रीढ़ की हड्डी में तरल पदार्थ के अंदर खोपड़ी के दौरान घाव मस्तिष्क की चोटों.

शोधकर्ताओं ने लिखा था, “गठन और नाटकीय पतन” के इन सूक्ष्मबुद्बुद जिम्मेदार हो सकता है के लिए नुकसान के कुछ में एक मस्तिष्क की चोट ।

बुलबुला क्षति लग सकता है तुच्छ है. लेकिन बुलबुला पतन, और जिसके परिणामस्वरूप सदमे तरंगों, कर रहे हैं के लिए जाना जाता है नुकसान को स्टील की नींव नाव propellers. शोधकर्ताओं की रिपोर्ट है कि पूर्व के अध्ययनों से संकेत मिलता है विस्तार और पतन के सूक्ष्मबुद्बुद बनाता है बलों के 0.1 करने के लिए 20 मेगापास्कल, या 14.5 करने के लिए 2,900 पाउंड प्रति वर्ग इंच है ।

“… तो यह खतरनाक है एहसास करने के लिए नुकसान है कि cavitation inflicts पर कमजोर मस्तिष्क के ऊतकों,” शोधकर्ताओं ने लिखा था.

दिखने में परिवर्तन के लिए मस्तिष्क की कोशिकाओं

परीक्षण करने के लिए और के प्रभाव को चिह्नित cavitation खोपड़ी के अंदर, शोधकर्ताओं ने एक नकली मस्तिष्क बनाने के द्वारा एक 3 डी सेल संस्कृति मंच के लिए astrocytic कोशिकाओं (स्टार के आकार की कोशिकाओं में मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में सक्रिय हैं कि समर्थन, को बनाए रखने और मरम्मत के केंद्रीय तंत्रिका तंत्र). वे जलमग्न सेल संस्कृति मंच में एक छोटे से टैंक और बनाया सूक्ष्मबुद्बुद के आसपास 60 millionths एक मीटर के आकार में है । कुछ के सूक्ष्मबुद्बुद का पालन करने के लिए सेल से लदी microfiber पाड़.

शोधकर्ताओं ने कर दिया पर एक अल्ट्रासोनिक डिवाइस में टैंक, टूट सूक्ष्मबुद्बुद और बनाने cavitation. (वे भी इस्तेमाल किया अल्ट्रासोनिक डिवाइस पर एक नियंत्रण समूह की कोशिकाओं नहीं थे कि उजागर करने के लिए cavitation.)

शोधकर्ताओं ने देखा के लिए दो प्रकार के प्रभाव:

पहला, वे प्रयोग किया जाता एक औंधा माइक्रोस्कोप रिकॉर्ड करने के लिए किसी भी रूपात्मक परिवर्तन करने के लिए कोशिकाओं. दूसरा, वे काम में सहयोगियों के साथ आयोवा राज्य के पशु चिकित्सा कॉलेज का आकलन करने के लिए कि क्या वहाँ थे आनुवंशिक परिवर्तन कोशिकाओं में.

शोधकर्ताओं ने पाया cavitation के कारण कोशिकाओं को हटना करने के लिए और उनके सतहों roughened. कोशिकाओं दिखाई बढ़ाना करने के लिए और बढ़ने जब चित्र लिया गया था 22 और 48 घंटे के बाद cavitation. फिर भी, शोधकर्ताओं ने पाया कि सेल के विकास के बाद 48 घंटे के संदर्भ में – सतह क्षेत्र था के बारे में आधे के रूप में ज्यादा नियंत्रण के रूप में कोशिकाओं.

शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कोशिकाओं द्वारा क्षतिग्रस्त cavitation ऊंचा था जीनों की अभिव्यक्ति के रूप में इस तरह TNF-α और आईएल-6, जो कर रहे हैं के साथ जुड़े भड़काऊ शर्तों के रूप में इस तरह के संक्रमण के साथ सार्स-CoV-2 वायरस और तंत्रिका संबंधी विकारों जैसे कि पार्किंसंस और अल्जाइमर रोग.

“साथ में ले ली, इन परिणामों की पुष्टि है कि आसपास cavitation के लिए हानिकारक है astrocytic समारोह,” शोधकर्ताओं ने लिखा था.

डिजाइनिंग बेहतर हेलमेट

हाशमी ने कहा कि जब डॉक्टरों के लिए देखो उपचार के लिए मस्तिष्क क्षति के कारण होता cavitation, उसने कहा कि इंजीनियर काम कर सकते हैं की पहचान करने के लिए स्थानों में जहां मस्तिष्क cavitation सबसे अधिक होने की संभावना है ।

“एक स्थान का नक्शा cavitation घटना सीधे किया जा सकता है डिजाइन करने के लिए एक हेलमेट है कि dampens बल की संभावना कम कर देता cavitation,” शोधकर्ताओं ने लिखा था.

और जबकि इस अध्ययन पर ध्यान दिया सैन्य हेलमेट, हाशमी ने कहा कि एक ही विचार लागू किया जा सकता है के लिए हेलमेट के लिए फुटबॉल और अन्य खेल ।

“इस शोध पर विचार कर रही है युद्ध के मैदान अनुप्रयोगों, लेकिन फुटबॉल में वहाँ इसी तरह के प्रभावों और सदमे तरंगों,” हाशमी ने कहा । “खिलाड़ियों को पाने के लिए करते हैं के हल्के रूपों अभिघातजन्य मस्तिष्क चोट. खिलाड़ियों को यह पता नहीं हो सकता है, लेकिन के प्रभाव cavitation चोटों वहाँ हो जाएगा।”

Wrede, हाशमी के पूर्व स्नातक छात्र है, जो अब काम कर के रूप में एक गतिशील सिस्टम मॉडलिंग इंजीनियर जॉन Deere के लिए डुबुक़ुए में, ने कहा कि परियोजना के लिए उसे सिखाया गया है, वहाँ महान हो के लिए की जरूरत है और अधिक अनुसंधान और विकास.

“लोग हैं, जो हमारे देश की सेवा की और आ वापस चोटों के साथ वास्तव में कर रहे हैं अनुसंधान पर भरोसा करने के लिए जवाब खोजने,” उन्होंने कहा. “जवाब सकता है, जीवन की गुणवत्ता में सुधार के लिए हमारे दिग्गजों और हर कोई काफी दुर्भाग्यपूर्ण माध्यम से जाने के लिए घाव मस्तिष्क की चोट।”



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