头颈位置会影响脑震荡的风险

如果你想先做一件事，你的反射可能是绷紧脖子，稳住心态。但根据斯坦福大学的最新研究，这可能不是避免脑震荡的最佳方式。相反，研究结果表明，你头部的位置比你的脖子是否紧张更重要。

这一切都归结于你的头部在撞击后如何向后加速，有人认为这是控制脑震荡风险的主要因素。这项工作于8月20日发表在IEEE生物医学工程杂志上。“我们发现，你的软组织——肌肉、韧带和肌腱——决定了你的头部在撞击后立即如何旋转，这真的很有趣，”论文第一作者、研究生迈克尔范顿(Michael Fanton)说。大卫卡马里奥的实验室，生物学助理教授。“即使你的头颈角度发生一些变化，也确实会改变你头部的旋转程度，所以可能会有脑震荡的风险。”研究人员在人类头颈部模型中发现了他们的发现，但证实了他们在啄木鸟的类似模型中发现的情况，啄木鸟在啄洞时可以承受极限加速度。事实证明，它们也可能受到啄角的部分保护。

一个大惊喜。

在之前由这篇新文章的合著者Calvin Kuo领导的一项研究中，该团队于今年春天获得了博士学位。该组织在人们的头上绑上微型重物，让他们向后倾斜。然后，他们在放松或收紧脖子后监测参与者头部的运动。因此，该团队建立了一个简单的计算机模型，并重现了头部向前和向后倾斜的方式。

研究人员利用这一模型进行模拟，复制了低冲击力，发现颈部紧张的肌肉略微降低了头部的加速度。但他们也扩展了这些模拟，以包括更高的功率影响-可能导致脑震荡的类型，如有人可能从自行车上摔下来-结果截然不同。当观察快速、猛烈的撞击时，颈部肌肉是紧张还是放松似乎并不重要。“最初，我们认为你的颈部肌肉可能会影响头部加速度，我们想知道这是否提供了另一种减少大脑损伤的策略，”Fanton说。“令人惊讶的是，颈部肌肉在这些短时间的冲击中没有发挥多大作用。”

定位的重要性

研究人员也很好奇头部和颈部的位置是否会改变猛烈快速撞击前后的加速度。他们用不同角度的头部进行了模拟，发现位置的轻微变化可能意味着高休克风险和低休克风险之间的差异。他们的结果表明，头部的角度和撞击的位置都会影响头部随后的旋转。

这一切都提出了一个问题，啄木鸟如何承受如此大的冲击——人们认为产生的正加速度是严重脑震荡运动员的10倍。因此，研究人员创建了一个啄木鸟头部和颈部的简化模型，并通过与他们在人类模拟中相同的定位测试来运行它。他们发现，位置的轻微变化可能会极大地改变鸟类经历的头部加速度。当研究人员将他们的模型与真正的啄木鸟啄食时保持自己的方式对齐时，他们注意到旋转加速度非常低。然而，该组织警告说，单独的位置可能无法解释啄木鸟抵抗这些力量的能力。科学家认为，它们的大脑大小和喙的特征可能是缓解因素。

注重预防

尽管Camarillo实验室和其他人发现颈部肌肉和韧带可能无法阻止导致脑震荡的头部运动，但颈部定位并不是一个简单的解决方案。可以预防脑震荡的位置可能会使人更容易受到其他伤害，如瘫痪，保护一个人的因素可能会增加受到相同影响的另一个人受伤的风险。“发现头部对位置的微小变化有多敏感，对头盔和其他保护设备的设计有影响，”Camarillo说。“比如足球中的面罩能不能提供一个杠杆臂来增加头部的旋转，从而有脑震荡的风险？下坡自行车头盔是以牺牲大脑为代价保护下巴的吗？我们希望使用我们开发的这个模型来确定更好的头盔设计几何形状，并可能用于指导如何支撑冲击力。”最后，Camarillo希望这项建模工作将有助于开发更好的方法来防止头部受伤。

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