科学家设计实验发现鸡蛋类似大脑，加速蛋黄阐明了脑损伤怎么发生

导致脑震荡的原因是什么？是直接的平移还是旋转的冲击？我们的大脑由沐浴在坚硬头骨内的水性脑脊髓液（CSF）中的软物质组成。对硬质头骨的影响通过蛛网膜下腔内的CSF薄层传递至软脑物质。

鸡蛋类似于大脑，因为它的卵黄浸入硬壳内部的液态蛋清中。

鸡蛋揭示了大脑在撞击时可能发生的情况

考虑到在大多数脑震荡中颅骨不会破裂，想找出是否有可能在不破坏蛋壳的情况下使蛋黄破裂或变形。

研究人员通过简单的研究，当对外壳施加旋转力时，蛋黄如何变形，从而获得了关于脑损伤如何发生的新见解。

经测试旋转减速的影响会导致巨大的蛋黄变形

这些实验是由美国维拉诺瓦大学的吉朗朗根·内森和吴倩红完成的，他们得出的结论是，颅骨旋转的影响比直接的平移冲击更可能导致大脑受伤。他们的工作为软物质的行为提供了新的见解，并可能使人们更好地了解某些运动伤害的发生方式。

根据这项工作背后的基本概念，软胶囊-膜结合的软物质-浸入容纳的液体中。胶囊具有不可渗透的膜，将胶囊内部的液体与外部隔离。

直接的平移冲击不会引起蛋变形，而旋转减速会导致巨大的蛋黄变形。当头部受到突然的外部冲击时，这一发现揭示了我们大脑的运动和变形

加速的蛋黄阐明了脑损伤

如上图所见在其膜内的生鸡蛋去壳后可见漂浮在白色中的黄色蛋黄。

在活生物体中，通常会发现高度可变形的软物质，该软物质浸在液体中并封装在刚性容器中。一个熟悉的例子是人脑，它被薄薄的脑脊液包围着，包裹在坚硬的头骨中。人们普遍认为对颅骨的突然平移和旋转冲击会暂时使软脑变形，并可能因复杂的神经元网络被破坏而造成严重伤害。

为了更详细地研究这些影响，团队利用一个更简单的系统利用了大脑之间的相似性：一个柔软的蛋黄被液体白色包围，并包裹在一个坚硬的蛋壳中。

过去的研究探索了软物质如何响应周围流体中迅速变化的剪切力和旋转力而变形。和同事通过研究蛋黄在无损对其外壳的平移和旋转冲击过程中如何变形来扩展了这项研究。

他们设计了一个简单的实验，其中涉及一个厨房小工具，该厨房小工具将鸡蛋打入其外壳中。这样一来研究小组就可以使蛋黄经受各种剪切流和纺丝流，并对卵黄随时间的变形进行成像。

蛋黄膨胀

图像显示卵黄仅对平移冲击产生轻微变形，但对旋转冲击（特别是涉及减速的冲击）高度敏感。在这种情况下，研究人员确定蛋黄外部的流体压力最初大于其微弱的膜所包围的流体的离心力，从而导致蛋黄中心的压缩。

如果外壳的旋转突然停止，则这些离心力将远远大于外部压力。这意味着蛋黄将不再保持其形状，而会膨胀到周围的液体中。

新的头盔材料可以防止扫视

研究小组的结果提供了新的见解，说明为什么在某些类型的撞击后，尤其是在运动中，似乎更容易发生脑损伤。

快速旋转减速可能发生在从拳击手的拳头到下巴到撞击形状不规则的头盔（如冰球中使用的头盔）的情况下。该研究还可以为包括红血球和旋转液滴的膜包裹软物质的未来研究提供参考。

作为此类项目的首次研究，这项工作为理解膜结合的软物体对突然的外部冲击的响应提供了新的视角。这种新观点将会使那些对设计头盔以及汽车防护撞击的人感兴趣。