研究发现，蛋黄可以阐明脑外伤

越来越多的职业足球运动员被诊断出患有称为慢性创伤性脑病（CTE）的神经退行性疾病，这很可能是在其职业生涯中遭受反复脑震荡或类似的反复性脑部创伤的结果。在拳击，泰拳，跆拳道和冰球等其他高接触性运动中也很常见。根据《流体物理学》上发表的一篇新论文，我们可能通过研究蛋黄的变形来找到有关潜在物理学的线索。反过来，有一天可以更好地预防此类创伤。

被包裹在硬壳中的液态蛋清浸没的蛋黄是物理学家称之为“在液态环境中的软物质”的一个例子。其他例子包括流经我们循环系统和大脑的红血球，在坚硬的头骨内被脑脊液（CBR）包围。维拉诺瓦大学物理学家钱谦·吴（Qianhong Wu）和他的合著者对这项最新研究的研究表明，一种软物质在响应外部撞击时会变形的程度是一个关键特征。他们以红细胞为例。红细胞具有在压力下变形的能力（红细胞可变形性），例如使它们挤过细小的毛细血管，并触发脾脏去除大小如其的红细胞，形状和整体变形能力已发生太大变化。

在脑外伤的情况下，它与大脑对撞击的反应程度有关。 CTE的确切病因仍在进行中，但流行的理论认为，重复性脑部损伤会损害大脑中的血管，导致炎症和Tau蛋白团块的生长。最终，这些团块扩散到整个大脑，杀死脑细胞。那些患有CTE的人经常会出现记忆力减退，沮丧，以及在严重的情况下会出现痴呆等症状。

先前的研究表明，液体环境中软物质的变形是响应于流体场的突然变化而发生的，例如剪切流或流动路径的突然变化。 Wu等。他们对软质物质在液态环境中的特殊情况感兴趣，这种情况也被密封在一个刚性容器中，例如蛋黄，被液态蛋清包围，全部包裹在壳中。他们想知道是否有可能在不破坏蛋黄的情况下破裂蛋黄，因为大多数脑震荡都是在不破裂头骨的情况下损坏大脑的。

为了回答这个问题，Wu等人。使用Golden Goose Egg Scrambler（一种新颖的厨房设备）进行了简单的初步实验，该设备可让用户直接在蛋壳中加鸡蛋。 Wu的团队使用旋转力来打乱鸡蛋，并在蛋壳保持完好无损的情况下对蛋黄如何变形和破裂产生了兴趣。这激发了他们进行更多的实验，以收集对影响背后的基本流动物理学的认识。

他们从当地一家杂货店购买了新鲜的鸡蛋，取出了蛋黄和蛋清，然后将它们放在透明的刚性容器中，这样可以更好地通过高速相机记录整个过程来监控变形。他们建立了两个独立的仪器。通过一个从垂直导轨上落下的小锤子，即所谓的“平移冲击力”（即直接撞击容器）（参见图1A，图1A），底部带有弹簧，使容器能够垂直移动。他们使用加速度计来测量容器的加速度。

对于第二种设置（请参见画廊中的图1B），他们将容器连接到电动机上，以研究两种类型的旋转冲击：加速旋转冲击和减小旋转冲击（即，当外部容纳物正在加速或减速时）旋转）。他们还剥去了新鲜蛋黄周围的膜，将它们悬浮在装满水的培养皿中，更好地研究了这些膜对压力的反应。

Wu等。惊讶地发现，在平移冲击的情况下，蛋黄几乎没有变形。相反，整个容器（及其内容物）作为一个刚体移动。在加速旋转冲击的情况下，研究小组发现蛋黄将开始呈球形，然后开始水平伸展以形成椭圆体。如果保持恒定的角速度，蛋黄可以保持稳定的椭圆形几分钟。

最有趣的结果发生在旋转冲击减小的情况下。在这里，蛋黄几乎立即开始显着变形，然后水平扩展并在中心处增大半径，足够的变形会在持续的应力下严重破坏蛋黄。

为了确保这主要不是蛋黄作为生物材料的作用，Wu等人。进行了相同的实验，将合成的软胶囊浸入乳酸钙溶液中，并用藻酸钙薄膜包裹。他们得到了相似的结果，证实了导致液体环境中软物质变形的主要机理是机械力而不是生物响应的结果。他们写。

基于此，我们怀疑旋转冲击，尤其是减速旋转冲击对脑部物质的危害更大，吴说，离心力可能起关键作用。在此过程中，脑物质的大量变形会诱发神经元的伸展并造成损害。这可以解释为什么拳击手会因猛击下巴而被击倒。 ＆＃34;考虑到下巴是离脖子最远的点，敲击下巴可能会导致头部的最高旋转加速度/减速度，＆＃34;作者得出结论。

批判性思维以及在厨房内进行的简单实验导致进行了一系列系统研究，以研究导致蛋黄变形的机制，＆＃34;吴说到他们的发现的含义。 ＆＃34;我们希望将从中汲取的教训应用于大脑生物力学以及涉及液体环境中的软胶囊（例如红细胞）的其他物理过程的研究。