谈到头部撞击，您不应该只担心那些猛烈的打击。一项新研究发现，即使是轻微的撞击也会导致大脑在头骨内剧烈振动。近年来，运动中的头部受伤受到了广泛关注。许多 NFL 球员的自杀和家庭暴力案件，甚至一些高中运动员的死亡，都与脑损伤有关。因此，家长和球迷对安全问题越来越敏感。现在，通过开发一个简单的脑颅模型，研究人员已经证明，即使是轻微的撞击也不应掉以轻心。这些轻微的撞击会引起大脑相对于头骨产生很大的运动，这是一种称为共振的现象。就像音叉被敲击后会发出特定的音调一样，头部受到轻微撞击也会导致大脑发生很大的晃动。
大脑的弹跳
大脑并非牢固地固定在头骨上，而是悬浮在液体中，仅通过几根神经、一些血管和脑干松散地连接着。当头部受到撞击时——例如被足球、对方进攻队员的头盔或安全气囊撞到——头骨会首先做出反应，而大脑会滞后，仿佛被弹簧连接着。这些连接上的张力会拉扯脑组织，从而可能造成损伤。此前，人们认为撞击的力度是主要问题。因此，足球头盔和安全气囊的设计旨在将撞击力分散到更大的区域，并减小整体冲击。这种策略确实有助于降低运动和交通事故中的严重伤害和死亡率。尽管如此，越来越多的证据表明，轻微且重复的撞击可能会累积成长期影响。
微小的碰撞
为了研究大脑和头骨在撞击下的反应，研究人员从一项之前的研究的 MRI 数据入手。在那项研究中，受试者俯卧在 MRI 机器中，头部由一个活板门装置支撑。当活板门打开时，他们的头部会下落约一英寸落到枕头上。在此过程中，他们的头骨和大脑都会被 MRI 成像。在这项研究中，研究人员希望简化大脑-头骨系统复杂的 3D 运动。他们创建了一个计算机模型，将大脑视为一个通过弹簧连接到头骨的单一质量，他们发现该模型非常接近真实的人类结果。通过简化系统，他们得以发现新东西：大脑在撞击后会以特定频率来回振荡：大约每秒 15 次，即 15 赫兹。这种大脑的共振行为以前曾被忽视，作者在《英国皇家学会学报：界面》（*Journal of the Royal Society Interface*）上报告道。更重要的是，这种 15 赫兹的振荡与各种运动中的大多数场内碰撞频率重叠。在之前的研究中，大学生橄榄球运动员、拳击手和综合格斗选手被佩戴了配备加速度计的特制牙套。这些数据显示，他们在各自活动中遭受的绝大多数头部撞击频率都在 20 赫兹以下。斯坦福大学的研究作者 Kaveh Laksari 解释说：“我们有一个系统以 15-20 赫兹的频率共振或放大，而我们实际施加的激励也恰好在这个频率范围内。” 这种放大可以解释为什么轻微的撞击会转化为真正的损伤——这是为球场上和看台上的我们设计更佳安全措施的一个重要因素。
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