Ačkoli lidský mozek může vypadat, jako by byl z gumy, ve skutečnosti je mnohem měkčí a křehčí. Jeho schopnost odolávat tlaku je výrazně menší než u pěnového polystyrenu, který se používá v obalových materiálech, a je srovnatelná spíše se schopnostmi želé. Výsledky bádání britských vědců byly publikovány tento týden na stránkách The Royal Society.
Nicholas Bennion a jeho kolegové z Cardiffské univerzity ve Velké Británii se rozhodli vyvinout metodu pro získání přesnějších měření fyzikálních vlastností mozků živých lidí. Dosavadní znalosti v této oblasti totiž vycházely z části z poznatků získaných během neurochirurgických operací a částečně z mozků vyjmutých mrtvým lidem.
Co vydrží lidský mozek?
Vědci prováděli pomocí magnetické rezonance snímkování lidí ležících nejprve obličejem dolů a poté obličejem nahoru, aby zjistili změnu polohy mozku v lebce. Analýzou těchto dat pomocí algoritmu strojového učení byli schopni zjistit různé materiálové charakteristiky mozku a tkání, které jej spojují s lebkou. Kvantifikovali, jak moc se mozek při stlačení prohne, jak reaguje na zatlačení do strany a jak pružné jsou pojivové tkáně.
„Pokud vezmete mozek, který nebyl nijak konzervován, je jeho tuhost neuvěřitelně nízká a velmi snadno se rozpadá. A je pravděpodobně mnohem měkčí než si většina lidí uvědomuje,“ konstatuje Bennion na základě poznatků získaných v rámci výzkumu.
Ukázalo se, že mozkovou hmotu lze stlačit až desetkrát snadněji než pěnový polystyren a že její odolnost vůči tlaku ze strany je asi tisícinová, než kdyby byla vyrobena z gumy – v tomto směru je srovnatelná s želé. Algoritmus vypočítal, že tkáně spojující mozek s lebkou jsou také poměrně měkké, pravděpodobně proto, aby chránily mozek před příliš prudkým pohybem.
Komu to prospěje?
Ačkoli vědci již dlouho vědí, že mozek je velmi měkký a křehký, nová studie tuto představu zpřesňuje natolik, aby se získané údaje daly využít při citlivých chirurgických zákrocích, vysvětluje důležitost získaných poznatků Ellen Kuhl ze Stanfordovy univerzity v Kalifornii.
Podle Krystyn Van Vliet z Massachusettského technologického institutu však nová metoda nemusí plně zachytit způsob, jakým se mozek deformuje při pohybech, které jsou razantnější než prostá změna polohy – například při úrazu hlavy při kontaktním sportu nebo dopravní nehodě. V těchto situacích může proudění tekutin v mozku změnit jeho materiálové vlastnosti.
Vědci doufají, že tento model bude možné použít k předpovědi změn v mozku, ke kterým by mohlo dojít během operace u jednotlivých pacientů na základě předoperačních snímků magnetické rezonance. To může v budoucnosti eliminovat nutnost zavádět a vyjímat různé nástroje do/z mozku a tím snížit invazivitu zákroků.
