Cela semble assez simple :prendre un coup dur à la tête peut vous donner une commotion cérébrale. Mais, Les chercheurs de Stanford rapportent le 30 mars dans Lettres d'examen physique , dans la plupart des cas, la connexion est tout sauf simple.

Combinant des données enregistrées par des joueurs de football avec des simulations informatiques du cerveau, une équipe travaillant avec David Camarillo, professeur assistant de bio-ingénierie, ont constaté que les commotions cérébrales et autres lésions cérébrales traumatiques légères semblent survenir lorsqu'une zone située profondément à l'intérieur du cerveau tremble plus rapidement et plus intensément que les zones environnantes. Mais, ils ont également constaté que la complexité mécanique du cerveau signifie qu'il n'y a pas de relation directe entre les différentes bosses, les vrilles et les coups à la tête et le risque de blessure.

"La commotion est une épidémie silencieuse qui affecte des millions de personnes, " dit Mehmet Kurt, un ancien stagiaire postdoctoral dans le laboratoire de Camarillo. Kurt et Kaveh Laksari, également un ancien stagiaire postdoctoral à Camarillo, sont co-auteurs principaux de l'article. Pourtant, comment se produisent exactement les commotions cérébrales reste un mystère. "Ce que nous essayions de faire, c'est de comprendre la biomécanique du cerveau lors d'un impact." Armé de cette compréhension, Kurt a dit, les ingénieurs pourraient mieux diagnostiquer, traiter et, espérons-le, prévenir les commotions cérébrales.

Secouer le cerveau

Dans les études précédentes, Le laboratoire de Camarillo avait équipé 31 joueurs de football universitaire de protège-dents spéciaux qui enregistraient comment la tête des joueurs bougeait après un impact, y compris quelques cas dans lesquels des joueurs ont subi des commotions cérébrales.

L'idée de Laksari et Kurt était d'utiliser ces données, ainsi que des données similaires de joueurs de la NFL, comme entrées dans un modèle informatique du cerveau. De cette façon, ils pourraient essayer de déduire ce qui s'est passé dans le cerveau qui a conduit à une commotion cérébrale. En particulier, ils pourraient aller au-delà de modèles relativement simples centrés sur un ou deux paramètres, comme l'accélération maximale de la tête lors d'un impact.

La principale différence entre les impacts qui ont conduit à des commotions cérébrales et ceux qui n'en ont pas, les chercheurs ont découvert, avait à voir avec comment - et surtout où - le cerveau tremble. Après un coup moyen, le modèle informatique des chercheurs suggère que le cerveau secoue environ 30 fois par seconde d'une manière assez uniforme; C'est, la plupart des parties du cerveau bougent à l'unisson.

En cas de blessure, le mouvement du cerveau est plus complexe. Au lieu que le cerveau bouge largement à l'unisson, une zone profonde du cerveau appelée corps calleux - qui relie les moitiés gauche et droite du cerveau - tremble plus rapidement que les zones environnantes, exerçant une pression importante sur ces tissus.

Autres complications

Les simulations de commotions cérébrales qui pointent vers le corps calleux sont cohérentes avec les observations empiriques - les patients souffrant de commotions cérébrales ont souvent des dommages dans le corps calleux. Cependant, Laksari et Kurt soulignent que leurs résultats sont des prédictions qui doivent être testées plus en profondeur en laboratoire, soit avec des cerveaux d'animaux ou des cerveaux humains qui ont été donnés pour une étude scientifique. « Observer cela dans les expériences va être très difficile, mais ce serait une prochaine étape importante, " dit Laksari.

Peut-être aussi importantes que les expériences physiques sont des simulations supplémentaires pour clarifier la relation entre les impacts de tête et le mouvement du cerveau - en particulier, quels types d'impacts donnent lieu au mouvement complexe qui semble être responsable des commotions cérébrales et d'autres lésions cérébrales traumatiques légères. Sur la base des études qu'ils ont menées jusqu'à présent, Laksari a dit, ils savent seulement que la relation est très complexe.

Toujours, le gain de découvrir cette relation pourrait être énorme. Si les scientifiques comprennent mieux comment le cerveau bouge après un impact et quel mouvement cause le plus de dégâts, Kurt a dit, "nous pouvons concevoir de meilleurs casques, nous pouvons concevoir des technologies capables de faire des diagnostics sur site, par exemple dans le football, et potentiellement prendre des décisions secondaires en temps réel, " tout cela pourrait améliorer les résultats pour ceux qui prennent un mauvais coup à la tête.