Las yemas de huevo deformadas ayudan a los científicos a entender cómo prevenir las lesiones cerebrales.
Todos los días, usted camina con su cerebro balanceándose suavemente dentro de su cráneo. Es como una suave yema de huevo que flota en una nube de claras de huevo.
Basta con una sacudida o un golpe repentino para que el cerebro sea empujado a un lado con una velocidad asombrosa. Tanto si choca contra el cráneo como si da una vuelta, el daño puede ser terrible, como sabemos por las personas que han sufrido una lesión cerebral traumática.
Pero, ¿qué le ocurre exactamente al cerebro en ese momento del impacto? ¿Cómo se mueve?
Las investigaciones sobre la biomecánica de las lesiones cerebrales suelen realizarse con maniquíes de pruebas de choque que se dirigen a un accidente, con atletas que llevan protectores bucales o cascos equipados con sensores de movimiento, o con modelos que simulan el cerebro humano.
Ahora, los científicos han añadido huevos a la mezcla.
Lo que empezó como una curiosidad de cocina para un equipo de ingenieros, con un instrumento para batir huevos para los cocineros caseros, les llevó a estudiar la física fundamental que rige el movimiento de la materia blanda en un entorno líquido, utilizando un huevo para imitar el cerebro.
“El pensamiento crítico, junto con experimentos sencillos dentro de la cocina, condujo a una serie de estudios sistemáticos para examinar los mecanismos que causan la deformación de la yema del huevo”, dijo el ingeniero biomédico Qianhong Wu, de la Universidad de Villanova, en Pensilvania.
Aunque su planteamiento era algo inusual, los resultados de este estudio ayudan a comprender cómo se mueve y deforma la materia blanda, como el tejido cerebral, cuando se expone a fuerzas externas.
Cuanto más conozcamos y podamos tener en cuenta las fuerzas de conmoción que impactan en el cerebro, mejor podrán los investigadores mejorar los sistemas de seguridad de los vehículos, diseñar los cascos de protección y ayudar a los deportistas a mejorar su técnica para evitar lesiones.
Dentro del cráneo, el cerebro descansa en un líquido amortiguador llamado líquido cefalorraquídeo.
La forma más común y leve de lesión cerebral traumática (TBI) es la conmoción cerebral, y el término proviene en realidad de una palabra latina que significa “sacudir violentamente”. Pero incluso un golpe sub-concuso en la cabeza es suficiente para desencadenar cambios en el funcionamiento de las células cerebrales, según han demostrado los estudios.
En cuanto a las causas de las lesiones cerebrales, la rotación de la cabeza como mecanismo de lesión cerebral se propuso ya en la década de 1940. Es fácil de imaginar si se piensa en un golpe en la barbilla que lanza la cabeza hacia atrás, o en alguien que recibe un latigazo cervical por un placaje.
Pero a menudo hay confusión sobre la mecánica de la conmoción cerebral, ya que hay diferentes formas de medir los impactos en la cabeza y de utilizar esa información para predecir las lesiones cerebrales.
Las primeras investigaciones se centraron en los impactos en línea recta o “lineales”, en los que el cerebro se golpea en una dirección y rebota en el cráneo. Después, la atención se centró en las fuerzas de rotación que retuercen el cerebro dentro del cráneo.
No hace falta decir que es difícil medir en qué dirección se retuerce el cerebro en un impacto de este tipo porque no podemos mirar dentro de las cabezas en movimiento de las personas.
Pero los científicos aún pueden aprender algo recreando el cerebro, encajado en su líquido cefalorraquídeo, utilizando materiales similares.
En este estudio, los investigadores empezaron midiendo las características del material de una yema de huevo y su membrana externa, para poder cuantificar después la tensión a la que se sometieron los huevos durante los experimentos de laboratorio, que contaron con dos montajes.
“Para dañar o deformar una yema de huevo, se intentaba agitar y girar el huevo lo más rápido posible”, escriben los autores del estudio en su artículo, por lo que los huevos se rompieron en un recipiente transparente y se sometieron a tres tipos de impacto.
El equipo observó cómo las yemas de los huevos se comprimían y estiraban en diferentes direcciones con un impacto rotativo acelerado, y también cómo apenas cambiaban con un golpe directo al contenedor.
Cuando se detuvo bruscamente un contenedor lleno de huevos en rotación, la yema se deformó “tremendamente” con el impacto rotativo desacelerado, y la yema deformada tardó aproximadamente un minuto en recuperar su forma redonda original.
“Sospechamos que el impacto rotacional, especialmente el rotacional [desacelerado], es más dañino para la materia cerebral”, dijo Wu.
Los resultados de este estudio son paralelos a investigaciones anteriores sobre pruebas de choque de vehículos e impactos de la cabeza en forma de péndulo, que descubrieron que los impactos rotativos de la cabeza son un mejor indicador del riesgo de lesión cerebral traumática que la aceleración lineal.
Estos resultados se hacen eco del consenso general de que el cerebro es más sensible a los movimientos rotativos que a los lineales.
Pero eso no significa que debamos descartar por completo los impactos en línea recta, ya que otros investigadores han propuesto nuevas métricas de lesiones que combinan medidas de aceleración lineal y rotacional de la cabeza para evaluar el riesgo de conmoción cerebral.
Las lesiones cerebrales son ciertamente complicadas y, desgraciadamente, muchas pasan desapercibidas. Al menos, con este ingenioso experimento, podemos ver el impacto bruto por nosotros mismos.
El estudio se publicó en Physics of Fluids.
